书名: 逼近宇宙的秘密（200年来9次科学大发现，亲历人类揭开宇宙秘密的瞬间！作者3次获得英国皇家学会科学图书奖提名）

作者: 马库斯·乔恩

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出版日期: 2月 2021

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语言: 中文

这种变化暗示中微子可能有质量，尽管许多人认为中微子的质量为零。根据爱因斯坦的狭义相对论，只有像光子那样的零质量粒子才能以宇宙终极速度光速运动。对于光子这样的粒子，相对论预测其时间会减慢到停滞状态。光子因此不能变化，因为根据定义，变化只能在时间中发生。然而，中微子确实发生了变化——在三种不同的味之间转换。这意味着中微子的速度一定比光速慢，因此其是有质量的。

电子是已知的最轻的亚原子粒子，而中微子似乎比电子要小至少10万倍，毫不奇怪，中微子的质量很难测量。这也表明，中微子获得质量的方式不同于所有其他基本粒子。其他基本粒子是通过与希格斯场(Higgs ield)相互作用而获得质量的(见第8章)。希格斯场论是粒子物理标准模型(the Standard Model)的关键组成部分。该模型是对自然界中除引力外的三种基本力的量子描述。虽然标准模型可以成功解释实验结果，但它不能预测基本粒子的质量和基本力的相对强度，因此被认为是对一种更深入、更令人满意的理论的近似。物理学家们希望破解中微子是如何获得质量的难题，可以为这个难以捉摸的万有理论(theory of everything)找到重要线索。

尽管中微子的质量非常小，但其仍然可能对宇宙产生重要影响。仅太阳就涌出大量的中微子，更不要说整个银河系中的其他恒星了，还有138.2亿年前诞生宇宙的大爆炸也产生了不计其数的中微子。 [97] 中微子是自然界中最鬼魅、最难以捉摸的实体。我们对中微子的情况几乎一无所知，显然它们只是宇宙生命的旁观者，而不是参与者。然而，中微子是自然界中第二常见的粒子，仅次于光子。就绝对数量而言，我们生活在一个中微子和光子的世界中。

所以，即使中微子的质量非常微小，但其仍然是宇宙质量构成的重要部分。事实上，如果还存在尚未发现的大质量中微子，那么中微子可能是宇宙中神秘的暗物质的组成部分，已知暗物质的质量约是可见的恒星和星系的6倍。 [98]

但这并不是中微子成为解释宇宙奥秘的关键唯一证据。实验表明，中微子和反中微子的产生和消亡速率不同，这暗示了物质和反物质之间存在着基本的不对称性。也许有一天，它可以解释宇宙中最大的谜团之一——为什么我们生活在一个几乎不含反物质的物质世界中？