中微子

组成自然界的最基本的粒子之一
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中微子(Neutrino)[5],是轻子的一种,是构成物质世界的基本粒子之一,也是宇宙中最常见的粒子。[6]常用符号ν表示,中微子是一种费米子(一种基本粒子,其自旋为 1/2)。[3]到目前为止,还没有实验表明中微子具有非零磁矩。中微子不带电,质量极小,历史上很长一段时间内人们认为中微子质量为零,自旋为 1/2,并且以接近光速的速度运动,与其他物质相互作用微弱。[3]已知的中微子共有三种类型,分别是电子型中微子、μ介子型中微子和τ子型中微子。[3]对于每个中微子,还存在一个相应的反粒子,称为反中微子,中微子和反中微子有符号相反的手性和弱同位旋。[7]
中微子与其它物质的相互作用很小,通常可以几乎不受阻碍地通过正常物质,因此很难被检测到。同时它的质量非常轻,以接近光速运动。[8][6]传播速度快,是信息的绝佳载体,因此中微子在军事上用于雷达、通讯和武器。[9]
中微子还用于超新星的观测,恒星在死亡时产生的一种现象,它会释放出大量的中微子,由于中微子几乎不受任何物质的影响,因此它们可以在很短的时间内从超新星到达地球,比光速还要快,科学家们通过观测这些中微子来研究超新星爆炸的过程和宇宙的演化。[10]其中,高能中微子(一般认为能量大于1015eV为超高能,能量大于1018eV为极高能) [11][12]的发现为使用宇宙中微子进行天体物理测量铺平了道路,在研究宇宙线起源方面有重要应用。[13]中微子研究有望发现超出标准模型的新物理,对研究宇宙演化、恒星形成超新星爆发机制等有重要意义。[6]

类型

已知的中微子共有三种类型,分别是电子型中微子νe、μ介子型中微子νμ和τ子型中微子ντ。[3]中微子的类型来源于其产生方式,电子在弱相互作用过程中产生的中微子称为电子型中微子,μ介子和τ子产生的中微子分别称为μ介子型中微子和τ子型中微子,中微子振荡过程中三种中微子可以互相转变。[14]