科學人 發行日期:2010/10 刊號:103
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以微中子看宇宙

變化多端的風味
微中子除了生性淡漠,還有一項與眾不同的特異功能:能夠變型。微中子就像其他基本粒子,也有三種不同型態(風味)。電子(e)有緲子()與濤子()兩種較重的變型,且各自擁有微中子伴侶,分別是電子微中子(ve)、緲子微中子(v)與濤子微中子(v)。

但儘管電子、緲子與濤子各有固定質量,它們微中子的質量卻不固定。假如你測量某一特定微中子的質量,你會隨機得到三種答案之一,且每種答案都具有固定的機率。反之,如果測量某一特定質量的微中子,也會得到三種風味之一。一個微中子可擁有特定的風味或特定的質量,但這兩種特性無法同時固定下來。我們以v1、v2與v3來標示微中子的質量狀態,以區分微中子的特定風味ve、v與v。

因此,微中子違背了我們對物體的基本直覺。通常,一顆籃球約600公克,而一顆棒球約150公克,但如果球就像微中子一樣的話,那表示籃球有時重達600公克,有時卻只有150公克。微中子的這種特性,其實類似於人類能同時參加好幾個群體。例如,科學家可能同時隸屬於某學術機構和某政黨派別。假如調查發現有6%的科學家是共和黨員,這並不代表6%的科學實驗室屬於共和黨,正確的說法應該是,若從一個實驗室隨機抽出100位科學家,會有6位是共和黨員。同樣的,在偵測器裡交互作用的v1微中子,會以某種機率展現出ve、v與v等不同的樣貌。

【欲閱讀完整的豐富內容,請參閱科學人2010年第103期9月號】

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