龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣

在粒子物理學中，龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣（英語：Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata Matrix，簡稱PMNS矩陣），又稱牧-中川-坂田矩陣（MNS矩陣）、輕子混合矩陣或中微子混合矩陣，是一個么正矩陣，內含自由轉播中與弱相互作用中的輕子間量子態的相異之處，因此是研究中微子振盪的重要工具。此矩陣最早由牧二郎、中川昌美與坂田昌一於1962年提出，用於解釋布魯諾·龐蒂科夫所預測的中微子振盪現象。

基本介紹

• 中文名：龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣
• 外文名：Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata Matrix

簡介

在粒子物理學中，龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣（英語：Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata Matrix，簡稱PMNS矩陣），又稱牧-中川-坂田矩陣（MNS矩陣）、輕子混合矩陣或中微子混合矩陣，是一個么正矩陣，內含自由轉播中與弱相互作用中的輕子間量子態的相異之處，因此是研究中微子振盪的重要工具。此矩陣最早由牧二郎、中川昌美與坂田昌一於1962年提出，用於解釋布魯諾·龐蒂科夫所預測的中微子振盪現象。

矩陣

三代輕子的混合矩陣如下：

其中左邊的是參與弱相互作用的中微子場，而右邊的是PMNS矩陣，還有一個由中微子場本徵態組成的矢量，將中微子質量矩陣對角化後可得這個矢量。PMNS矩陣描述某種味進入質量本徵態i的機率。這些機率與成正比。

這個矩陣有好幾種不同的參數化，但是由於中微子探測的難度，各參數的測量要比這個矩陣的夸克對應版本（CKM矩陣）要難得多。這個矩陣最常見的參數組為三個混合角。

從2011年以前的實驗結果得知，混合角約為 45 度，約為 34 度，而則小於 4 度。

作為這項研究的一個起步點，以下是一份近期講義中引述的矩陣參數約化值 （當中假設，因此矩陣中無虛數項。 這樣的假設在2011年以前與實驗結果並無衝突，然而T2K、Double Chooz以及大亞灣等實驗結果都指出，其值約為 4.4 度。）：

中微子振盪

中微子振盪（Neutrino oscillation）是一個量子力學現象，是指中微子在生成時所伴隨的輕子（包括電子、渺子、τ子）味可在之後轉化成不同的味，而被測量出改變。當中微子在空間中傳播時，測到中微子帶有某個味的機率呈現周期性變化。

理論物理學家布魯諾·龐蒂科夫最先於1957年提出此猜想。爾後一連串的各種實驗皆觀察到此一現象。中微子振盪也是長期未解決的太陽中微子問題的解答。

中微子振盪無論對理論物理還是實驗物理而言都是相當重要的。因為這意味著中微子具有非零的靜質量，這與原始版本的粒子物理標準模型不相吻合。

由於發現了中微子振盪現象存在的證明，並取得中微子質量數據，日本超級神岡探測器的梶田隆章以及加拿大薩德伯里中微子觀測站的阿瑟·麥克唐納兩人獲頒2015年諾貝爾物理學獎。

另見

• 中微子振盪
• CKM矩陣