中微子 美人如花隔云端

　　

　　科学发展到今天，粒子物理研究表明，物质世界是由最底层的6种夸克、3种带电轻子和3种中微子所构成。中微子在这12种最基本粒子中占了四分之一，分为电子中微子、缪中微子和陶中微子3种。

　　在宇宙诞生之初，中微子就充斥着整个宇宙，目前与光子数量一样多，大约为每立方厘米300个，因此，其质量对宇宙的形成与演化有重要影响。与其他粒子相比，中微子“特性”十足，不带电荷，没有大小，质量极轻，穿透性极强，能够以接近光速几乎不受阻碍地穿越宇宙中的任何物质。并且，它与物质的相互作用十分微弱，穿越地球直径厚度的物质，在100亿个中微子中，只会有一个与物质发生反应，因此，极难被捕捉和检测，被世人称为“幽灵粒子”。

　　然而，“诡异”的中微子却在微观的粒子物理和宏观的宇宙起源及演化中，同时扮演着极为重要的角色。原来，宇宙起源中的物质与反物质不对称很可能与它有关。当宇宙大爆炸发生时，根据粒子物理规律，正反物质应该成对产生，是一样多的。可是我们现在的宇宙中，并没有发现大量反物质存在的迹象。那么，反物质哪里去了？这就涉及到中微子的一个基本性质——中微子振荡，即它在以光速飞行的过程中，会从一种类型转变成另一种类型，也称之为不同类型的中微子的混合。据中国科学院高能物理研究所研究员曹俊介绍，中微子存在振荡现象，同时意味着可能存在另一种不守恒，即电荷－宇称不守恒，也就是CP破坏（电荷用C表示，宇称用P表示）。如果存在大的CP破坏，那么在宇宙早期，反物质就有可能衰变得更快，导致现在的宇宙中只剩下了正物质。

　　不过，体现物质与反物质衰变差别的参数CP破坏，很难检测，但所幸的是，它却在中微子振荡这一物理过程中，始终与“神秘”参数θ13“相伴”。

　　参数θ13是中微子振荡的“产物”。按照理论，3种中微子两两组合，应该形成3种振荡模式，产生3种混合参数，描述中微子之间相互转变的规律。其中，被称为“太阳中微子之谜”（由混合参数θ12代表）和“大气中微子之谜”（由混合参数θ23代表）的两种振荡已被发现和实验证实，但第三种振荡（由混合参数θ13代表）则一直未被发现。因而，θ13成为测量CP破坏的大小，破解宇宙奥秘的关键。对中微子振荡的研究也成为粒子物理、天体物理、地球科学与宇宙学研究中的热点与交叉。

　　（责任编辑：段丹峰）