微中子質量排序（neutrino mass ordering）

我們知道微中子有三個質量態，振盪也告訴了我們它們質量平方之間的差距——但沒告訴我們哪一個在最上面。想像一架梯子的三級橫檔，你已經精確量出了它們之間的間距，卻分不清那對靠得很近的橫檔是在底部，還是在靠頂部的地方。這個懸而未決的問題就是微中子質量排序：三個質量是按什麼次序疊起來的？

有兩種可能。在「正序」裡，差距小的那兩個太陽態是最輕的兩個，而由大的大氣差隔開的那個孤零零的態在最上面——輕、輕、然後重。在「倒序」裡，那個孤零零的態反而在最底下——於是兩個差距很小的重態疊在一個較輕的態之上。單靠振盪測量很難區分這兩種情況，因為它們主要確定的是差距的大小，而非那個大差距的符號。巧妙的實驗利用了微中子穿過地球時，在這兩種情況下感受物質的方式略有不同。

釐清排序之所以重要，有幾個原因。它直接關係到對無微中子雙貝塔衰變的搜尋，那個過程的預期發生率取決於這種排列；它能讓對微中子絕對質量的預言更精確；它還約束著那些試圖解釋微中子質量為何如此微小的理論。長基線加速器實驗和大型地下偵測器正在逼近答案，預計在未來幾年內就能定論。