中微子与振荡
惰性中微子(sterile neutrino)
已知的三种中微子已经是标准模型里最害羞的粒子,只通过弱相互作用触碰世界。惰性中微子,如果存在的话,会比它们还要害羞:一种假想中的第四类,连弱相互作用都视而不见,只感受引力。它自身几乎无法被探测——可谓幽灵中的幽灵——只能间接地暴露自己的踪迹,办法是与普通中微子混合,微妙地改变它们振荡的方式。
这个想法并非凭空而来。在标准模型里,普通中微子只以'左手'的形式出现,而许多赋予中微子质量的理论会自然地引入'右手'的伙伴,而它们恰好是惰性的。这类粒子之所以诱人,是因为在跷跷板机制里,非常重的惰性中微子可以解释普通中微子为何如此之轻。另一方面,较轻的惰性中微子则被提出来作为一种可能的暗物质候选者。在实验上,惰性中微子会以额外的振荡显露自己——中微子出现或消失的程度,超出三味图像所允许的范围。
存在一些诱人却未获证实的迹象。多年来有几个实验报告了反常——中微子的计数与预期略有出入——而惰性中微子或许能解释它。然而其他往往更灵敏的实验却没有发现这种效应,整幅图景依旧扑朔迷离、争议不断。截至今日,并没有确凿的证据表明惰性中微子存在;它是一个理由充分、正在被积极检验的假说,而非大自然中已被确认的一部分。
一个短基线反应堆实验,可能会在某个特定距离上发现电子反中微子比预期略少。如果这个亏缺呈现出一种额外的、快速振荡的波状图样,它就可能是惰性中微子掺入其中的指纹——不过迄今为止,这些迹象都没能经受住更仔细的检验。
惰性中微子会表现为三种味无法解释的额外振荡。
'惰性'的意思是它根本不感受弱相互作用——所以它不是 LEP 意义上的第四种味。LEP 数出的三种轻中微子,只适用于与 Z 玻色子耦合的中微子,而惰性中微子按定义恰恰不与之耦合。
又称
另见