陈钊的博文:什么是中微子振荡?

热度 4已有 557 次阅读2012-3-13 22:15

    大亚湾中微子实验的新发现引了各界的高度关注,由于前两次类似的实验成果获得了诺贝尔奖,这次的发现牵了亿万中国人的诺奖情结。在所有报道中,几乎没有一个能够让普通大众读得懂的中微子振荡的描述。没有专门学过粒子物理的人,起码有50%以上的人是读不懂中微子振荡这些奇怪的名词,更不过说是理解大亚湾实验的内容了。现在,仅以个人非常粗浅的理解写一写中微子振荡的现象,有什么理解不对的希望专业人士给予指正!
  套用一篇科普文章的比喻来描述一下中微子振荡《中微子为什么振荡》。在2010年世界杯决赛中,西班牙和荷兰在90分钟内打成了0:0,比赛进入加时赛,加时赛中,西班牙球员伊涅斯塔在打入了致胜一球,全世界的西班牙球迷都为之欢呼。然而,大家都忽略了荷兰门将斯特克伦博赫的焦急申述,因为他从球门里拿出来的球竟然是2002年韩日世界杯上的“飞火流星”,而不是本届世界杯的“普天同庆”。当然,西班牙人拿的冠军是货真价实的,这只是一个比喻,正常人一般也不会相信会发生这种不可思议的事情。不过,有一群高智商人士也许会相信这种现象,那就是专门研究匪夷所思的粒子的物理学家。他们会说,如果发射出去的是电子中微子足球,那么飞入球门的就可能变成了μ子中微子足球的,而组成“普天同庆”和“飞火流星”的基本粒子是相同的,所以这种现象是完全可能发生的,而且,这种现象已经是被实验证明了事实存在的。
  在粒子物理中,构成物质世界的基本粒子可分为夸克、电子和中微子。其中,夸克有6种,电子有3种,中微子也有3种。中微子是一种基本粒子,不带电,质量极小,几乎不与其他物质作用,在自然界广泛存在。太阳内部核反应产生大量中微子,每秒钟通过我们眼睛的中微子数以十亿计。中微子有三种,分别是电子中微子,μ中微子和τ中微子,两两之间可以相互转换。可以简单的说,中微子振荡就是这种不同中微子之间的相互转换,即一个中微子在飞行中可以变成另一种中微子,再飞行一段距离后又变回原来的中微子了。这种振荡现象总共有3种,即theta1-2振荡,theta2-3振荡,theta1-3振荡。
  从上世纪60年代开始,瑞·戴维斯进行了30年的太阳中微子实验,发现了太阳中微子振荡(theta1-2振荡)。1998年,小柴昌俊领导的日本超级神岗实验用大气中微子实验数据(theta2-3振荡)证明了中微子振荡现象的存在。2002年,小柴昌俊和瑞·戴维斯分享了诺贝尔物理学奖。在《大亚湾中微子实验结果的简单解释》中,曹老师告诉我们theta1-3振荡暂时还没有确切的实验数据证明它的存在。大亚湾的中微子实验成果正是证明了theta1-3振荡的存在。
  好了,终于明白了所谓的“中微子振荡”以及大亚湾的中微子实验成果的内容了,现在可以好好在阅读这方面的专家的博客文章了!
  粗浅的理解,不知对不对,望专业人士给予指点!

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