如何從對稱性破缺角度理解中微子振蕩? | 知乎問答精選

 

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如何從對稱性破缺角度理解中微子振蕩?

2019年04月09日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 6 ℃ 次

【哈哈哈的回答(6票)】:

題主的理解基本沒錯,中微子振蕩的確是因為存在非對角的質量項使得味道(flavor,即題主說的「種類」)不是一個好量子數。

這些非對角的質量項完全可以用符合規範對稱性的方式引入,在電弱破缺後給出這些質量項,因此這些質量項不會額外破壞任何規範對稱性。當然它們明顯破壞了每種味道的輕子數守恆,甚至可能明顯破壞總輕子數守恆,不過這兩種守恆對應的對稱性只是偶然對稱性,並沒有什麼大不了的。

理論物理學家往往會發明一些新的對稱性來「解釋」為什麼中微子的質量平方差和混合矩陣會是實驗觀測到的這樣。比如當年有個叫Ernest Ma的人發明了個以

群為輕子味道對稱性的模型,這東西及其衍生物曾經一度很火爆,以至於某段時間內arxiv上每天都能看見「

」、「tribimaximal」之類的詞彙。

這些研究輕子味道對稱性的工作往往是先認為輕子有某種味道對稱性(比如

),然後再在一個高於電弱尺度的能標引入額外的標量場來自發破缺這些對稱性。通過選擇粒子在對稱性下的表示,可以限制它們的耦合方式;再選取合適的對稱性的破缺方式,就可以使得輕子的質量矩陣有特殊的形式,最後對角化時能給出符合當時實驗限制的輕子混合矩陣。值得一提的是,當年大家以為

是0才使這事這麼火(一個量是0往往意味著對稱性存在),而現在我們已經知道

不是0了。

標籤:-物理學


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