狄拉克中微子与马约拉纳中微子（Dirac vs Majorana neutrinos）

我们所知的其他每一种物质粒子都有一个泾渭分明的反粒子：电子有正电子，夸克有它的反夸克。可中微子因为不带电荷，便引出了一种奇怪的可能性。也许中微子和反中微子根本不是两样东西，而是同一个粒子的两副面孔。这是否属实，是关于中微子最深刻的未解问题之一。

物理学家把它表述为两种描述之间的抉择。'狄拉克'中微子是寻常的情形：中微子和反中微子是真正不同的，就像电子那样。'马约拉纳'中微子（以埃托雷·马约拉纳命名）则是奇异的情形，这个粒子是它自己的反粒子——把一个中微子的属性翻转过来去造它的反粒子，你得到的还是同一个东西。两种图像预言的日常行为完全一样，因为差别只通过中微子那微小的质量才显现出来，这使得用实验把它们区分开来难如登天。

其中的利害关系很大。如果中微子是马约拉纳粒子，那么轻子数就不是真正守恒的，而一种罕见的核过程——无中微子双贝塔衰变——就应该会发生，这恰恰是实验在搜寻的目标。马约拉纳的本性还会支持一个优雅的想法，即跷跷板机制，它解释了中微子质量为何如此小得离谱，甚至可能成为'宇宙为何含有物质而非空无一物'这类理论的根基。迄今为止还没有哪个实验厘清这个问题；它仍是粒子物理学最大的未解之谜之一。