[科普中國(guó)]-Μ中微子

μ中微子（Muon neutrino）(νμ）是三種中微子的第二種；因其總伴隨μ子形成第二代輕子，因此稱(chēng)作μ中微子。20世紀(jì)40年代初有幾個(gè)人假設(shè)其存在；1962年由利昂·萊德曼、梅爾文·施瓦茨和杰克·施泰因貝格爾發(fā)現(xiàn)。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)使他們獲得了1988年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

簡(jiǎn)介μ中微子（Muon neutrino）(νμ）是三種中微子的第二種；因其總伴隨μ子形成第二代輕子，因此稱(chēng)作μ中微子。20世紀(jì)40年代初有幾個(gè)人假設(shè)其存在；1962年由利昂·萊德曼、梅爾文·施瓦茨和杰克·施泰因貝格爾發(fā)現(xiàn)。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)使他們獲得了1988年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1

發(fā)現(xiàn)1962年時(shí)，利昂·萊德曼、梅爾文·施瓦茨和杰克·施泰因貝格爾通過(guò)首次檢測(cè)μ中微子的相互作用觀察到不止一種中微子。這項(xiàng)成果使他們獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1

中微子中微子（意大利語(yǔ)：Neutrino，其字面上的意義為“微小的電中性粒子”，又譯作微中子）是一種電中性的基本粒子，自旋量子數(shù)為?，以希臘字母ν標(biāo)記?，F(xiàn)在已經(jīng)有證據(jù)表明其具有質(zhì)量。但其質(zhì)量即使相比于其他亞原子粒子也是非常微小的。它可能是現(xiàn)在唯一一種已探測(cè)到的暗物質(zhì)，是一種熱暗物質(zhì)。

中微子與電子、μ子以及τ子同屬輕子，有三種“味”：電中微子（νe）、μ中微子（νμ）以及τ中微子（ντ）。每種味的中微子都相應(yīng)存在一種同樣電中性且自旋量子數(shù)為?的反中微子。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，中微子的產(chǎn)生過(guò)程遵循輕子數(shù)守恒定律。

由于中微子是電中性的，同時(shí)還是一種輕子，因而其并不參與電磁相互作用以及強(qiáng)相互作用。其只參與弱相互作用以及引力相互作用。由于弱相互作用作用距離非常短，而引力相互作用在亞原子尺度下又是十分微弱的，因而中微子在穿過(guò)一般物質(zhì)時(shí)不會(huì)受到太多阻礙，且難以檢測(cè)。

中微子可以通過(guò)放射性衰變以及核反應(yīng)等多種方式產(chǎn)生。由于太陽(yáng)內(nèi)部時(shí)時(shí)刻刻都在發(fā)生著核反應(yīng)，而超新星產(chǎn)生等過(guò)程也會(huì)伴隨著劇烈的核反應(yīng)，因而在宇宙射線中可以檢測(cè)到中微子的存在。地球附近所檢測(cè)到的中微子大多來(lái)源于太陽(yáng)。事實(shí)上，地球面向太陽(yáng)的區(qū)域每秒鐘在每平方厘米上都會(huì)穿過(guò)大約650億個(gè)來(lái)自太陽(yáng)的中微子。

人們現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到中微子在飛行過(guò)程中會(huì)在不同味間振蕩，比如β衰變中產(chǎn)生的電中微子可能在檢測(cè)時(shí)會(huì)變?yōu)棣讨形⒆踊颚又形⒆?。這一現(xiàn)象表明中微子具有質(zhì)量，且不同味的中微子的質(zhì)量也是不同的。依據(jù)現(xiàn)在宇宙學(xué)探測(cè)的數(shù)據(jù)，三種味的中微子質(zhì)量之和小于電子質(zhì)量的百萬(wàn)分之一。1

龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣在粒子物理學(xué)中，龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣（英語(yǔ)：Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata Matrix，簡(jiǎn)稱(chēng)PMNS矩陣），又稱(chēng)牧-中川-坂田矩陣（MNS矩陣）、輕子混合矩陣或中微子混合矩陣，是一個(gè)幺正矩陣，內(nèi)含自由轉(zhuǎn)播中與弱相互作用中的輕子間量子態(tài)的相異之處，因此是研究中微子振蕩的重要工具。此矩陣最早由牧二郎、中川昌美與坂田昌一于1962年提出，用于解釋布魯諾·龐蒂科夫所預(yù)測(cè)的中微子振蕩現(xiàn)象。2

參見(jiàn)PMNS矩陣

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

程鵬 - 副教授 - 西南大學(xué)