王贻芳院士带你了解中微子,它的性质很奇特

出品:“科学与中国”院士专家巡讲团

制作:中国科普博览

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物质世界由12种最基本的粒子构成,包括6种夸克与6种中子,这其中有3种就是中微子,因此,我们说中微子是构成物质世界的最基本单元之一。但是,我们对它的性质了解得非常少。

中微子有很多奇怪的性质,例如,一个质量几乎为零的中微子,它不像光子一样都有两个偏振态,中微子只有一个偏振态,只有一个左旋而没有右旋,这就使得它在弱相互作用中不守恒。

宇宙中中微子的数量非常多,每立方厘米有300个,因此它的质量对宇宙的起源和演化有重要的影响,它与宇宙学有着非常密切的关系,包括它与宇宙中的暗物质有关,中微子振荡与宇宙中物质与反物质不对称有关,中微子与大尺度宇宙结构的形成有关等等。

中微子还有一个特别奇怪的性质,就是它可以发生振荡。所谓振荡,就是指中微子在飞行当中,一种中微子如电子中微子可以变成u中微子,然后又变回电子中微子。随着中微子之间的距离变化、中微子能量变化、中微子的质量差的变化,我们也可以用具体的公式表达这种振荡关系。

“科学与中国”院士专家巡讲活动是中国科学院学部发起,由中科院、中宣部、教育部、科技部、工程院、中国科协共同主办的高层次公益性科普活动。精彩内容关注“科学与中国”官方网站(cs.kepu.cn)。中国科学院学部工作局为网站委托单位,中国科普博览为网络传播合作伙伴,中国科学院计算机网络信息中心提供技术支持。