三种中微子味之间的振荡与混合

本文以受过教育且感兴趣的非专业人士为目标读者，概述了当代中微子物理学中已知和未知的内容。理论告诉我们，中微子是宇宙中第二丰富的粒子，仅次于被称为光子的辐射量子。每秒有将近一万亿个中微子进入每个人的眼球，然而我们却看不见它们；这些中微子数量大致相等，一部分源自我们的太阳，另一部分则是早期宇宙炽热“大爆炸”时期的遗迹。我们对中微子的了解以及未来希望获知的信息，很大程度上源于中微子的一个独特特征——中微子“味”型之间的“振荡”。初始的中微子味在时空传播过程中通常会振荡为另一种味。振荡是一种量子力学现象。中微子的奇妙之处在于，其量子力学效应可以在很大的距离上被观测到，甚至是天文尺度的距离。本文首先从质量和混合角的角度介绍中微子现象学，包括出现在三种中微子类型中的物质 - 反物质不对称“相”。接着我们深入探讨中微子振荡。最后讨论关于中微子质量和混合的模型构建。全文特别关注 2012 年的结果，即那个“小”的中微子混合角实际上并没有那么小。