希格斯粒子被发现之后,粒子物理进入了一个新的阶段。希格斯粒子是粒子物理标准模型的最后一个组成部分,它的发现意味着一个时代的结束,也预示着一个新时代的开启。
标准模型是系统地描述整个粒子物理、经过大量实验检验的理论体系。建立标准模型的相关工作已获得了18次诺贝尔奖。找到希格斯粒子之后,标准模型趋近完善,具有优美的结构和惊人的预言能力。
另一方面,却存在暗物质、暗能量、宇宙正反物质不对称性、中微子质量等一些标准模型无法容纳,或者难以解释的现象,说明必定存在着标准模型之外的新物理。
在标准模型中,中微子是没有质量的。中微子振荡的发现说明中微子有质量。这是目前发现的唯一有坚实实验证据超出标准模型的现象。
中微子共有三种,分别是电子中微子、μ中微子、τ中微子。在标准模型中它们的质量为零。1956年李政道和杨振宁预言弱作用宇称不守恒,即空间的左右不对称,很快被吴健雄用实验证实。
实验也发现在弱作用中宇称不仅不守恒,而且是最大破坏的。造成这一现象的原因实质是只存在左手螺旋度的中微子(即它的自旋总是与运动方向相反),不存在右手中微子。
这只有中微子质量为零才能成立,因为质量不为零的话,那么中微子的速度必然小于光速,可以选择一个比它还快的参考系,让它的螺旋度发生翻转。
根据这一现象,李政道和杨振宁提出了中微子的二分量理论,该理论又催生了弱作用的V-A理论,被标准模型所继承,与各种实验数据符合得非常好。因此,在标准模型中,中微子是没有质量的。
原文链接:中微子——通往新物理之门
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