“真正的中微子”的质量长期以来一直躲避着物理学家，但是南极洲的冰立方中微子观测站可能会帮助物理学家找到它们。在这幅图中，中微子与南极冰相互作用，在这个过程中脱落了一个介子。当这个介子以超快的速度移动时，它会留下一道蓝光的痕迹，这就是所谓的切伦科夫辐射。

 

中微子可能是已知粒子中最令人困惑的。它们完全无视所有已知的粒子应该如何运动的规则。他们嘲笑我们花哨的探测器。就像宇宙中的猫一样，它们无忧无虑地在宇宙中漫步，偶尔与我们互动，但只有当它们喜欢的时候才会这样做，老实说，杏耀代理这种情况并不常见。

 

最让人沮丧的是，他们戴着面具，而且从来不会两次看起来都一样。

 

但一项新的实验可能让我们离摘掉这些面具又近了一步。揭示中微子的真实身份有助于回答长期存在的问题，比如中微子是否是它们自己的反物质伙伴，甚至有助于将自然力统一为一个统一的理论。

 

中微子是奇怪。有三种:电子中微子，介子中微子和中微子。(这三种粒子也有反粒子版本，但这不是这个故事的主要内容。)之所以这样命名是因为这三种粒子与三种不同的粒子结合在一起。电子中微子参与电子的相互作用。子中微子与子配对。猜测tau中微子与什么相互作用将不获加分。

 

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到目前为止，这一点都不奇怪。奇怪的部分来了。

 

对于非中微子的粒子——比如电子、介子和tau粒子——你看到的就是你得到的。除了质量不同外，这些粒子都是完全相同的。如果你发现一个粒子有电子的质量，它的行为就会和电子的行为完全一样，μ子和tau也一样。更重要的是，一旦你发现一个电子，它总是一个电子。不多也不少。muon和tau也是一样。

 

但它们的近亲电子、介子和中微子就不一样了。

 

我们所说的“中微子”并不总是中微子。它可以改变自己的身份。它可以在飞行途中变成电子或介子中微子。

 

基本上没有人预料到的这种奇怪现象叫做中微子振荡。这意味着，你可以创造一个电子中微子，并把它作为礼物送给你最好的朋友。但是当他们得到它的时候，他们可能会失望地发现一个中微子。

 

跷跷板

 

由于技术上的原因，中微子振荡只有在三个不同质量的中微子同时存在时才会发生。但是振荡的中微子不是电子中微子、介子中微子和陶子中微子。

 

相反，有三个“真正的”中微子，每个中微子的质量不同，但质量未知。这些真实的基本中微子的独特组合创造了我们在实验室中检测到的每一种中微子味道(电子，介子，tau)。所以，实验室测量的质量是真实中微子质量的混合物。与此同时，混合物中每一个真正中微子的质量决定了它转变成每种不同口味的频率。[图片:世界顶级物理实验室内部]

 

现在物理学家的工作是解开所有的关系:那些真正的中微子的质量是多少?它们如何混合在一起形成这三种味道?

 

因此，物理学家们正在寻找“真正的”中微子的质量，通过观察它们何时以及多久变换一次口味。同样，物理术语在解释这一点时非常没有帮助， 杏耀主管团队 ，因为这三个中微子的名字只是m1、m2和m3。

 

通过各种艰苦的实验，科学家们至少间接地了解了真正中微子的质量。例如，我们知道质量的平方之间的一些关系。但是我们不知道真正的中微子到底有多重，也不知道哪个更重。

 

可能m3是最重的，远远超过m2和m1。这就是所谓的“正常顺序”，因为它看起来很正常——这是物理学家几十年前就已经猜到的顺序。但根据我们目前的知识状况，m2也可能是最重的中微子，m1紧随其后，相比之下m3则微不足道。这种情况称为“倒序”，杏耀注册因为这意味着我们最初猜错了顺序。

当然，也有理论家阵营渴望上述每一种情况都是真实的。试图将所有(或至少大部分)自然力统一在一个屋檐下的理论，通常要求正常的中微子质量排序。另一方面，为了使中微子成为它自己的反粒子孪生体，反质量序是必要的。如果这是真的，那么它将有助于解释为什么宇宙中物质多于反物质。