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庞蒂科夫-牧-中川-坂田矩阵

粒子物理学术语

在粒子物理学中，庞蒂科夫-牧-中川-坂田矩阵（英语：Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata Matrix，简称PMNS矩阵），又称牧-中川-坂田矩阵（MNS矩阵）、轻子混合矩阵或中微子混合矩阵，是一个幺正矩阵，内含自由转播中与弱相互作用中的轻子间量子态的相异之处，因此是研究中微子振荡的重要工具。此矩阵最早由牧二郎、中川昌美与坂田昌一于1962年提出，用于解释布鲁诺·庞蒂科夫所预测的中微子振荡现象。

简介
在粒子物理学中，庞蒂科夫-牧-中川-坂田矩阵（英语：Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata Matrix，简称PMNS矩阵），又称牧-中川-坂田矩阵（MNS矩阵）、轻子混合矩阵或中微子混合矩阵，是一个幺正矩阵，内含自由转播中与弱相互作用中的轻子间量子态的相异之处，因此是研究中微子振荡的重要工具。此矩阵最早由牧二郎、中川昌美与坂田昌一于1962年提出，用于解释布鲁诺·庞蒂科夫所预测的中微子振荡现象。
矩阵
三代轻子的混合矩阵如下：
其中左边的是参与弱相互作用的中微子场，而右边的是PMNS矩阵，还有一个由中微子场本征态组成的矢量，将中微子质量矩阵对角化后可得这个矢量。PMNS矩阵描述某种味进入质量本征态i的概率。这些概率与成正比。
这个矩阵有好几种不同的参数化，但是由于中微子探测的难度，各参数的测量要比这个矩阵的夸克对应版本（CKM矩阵）要难得多。这个矩阵最常见的参数组为三个混合角。
从2011年以前的实验结果得知，混合角约为 45 度，约为 34 度，而则小于 4 度。
作为这项研究的一个起步点，以下是一份近期讲义中引述的矩阵参数约化值 （当中假设，因此矩阵中无虚数项。 这样的假设在2011年以前与实验结果并无冲突，然而T2K、Double Chooz以及大亚湾等实验结果都指出，其值约为 4.4 度。）：
中微子振荡
中微子振荡（Neutrino oscillation）是一个量子力学现象，是指中微子在生成时所伴随的轻子（包括电子、渺子、τ子）味可在之后转化成不同的味，而被测量出改变。当中微子在空间中传播时，测到中微子带有某个味的概率呈现周期性变化。
理论物理学家布鲁诺·庞蒂科夫最先于1957年提出此猜想。尔后一连串的各种实验皆观察到此一现象。中微子振荡也是长期未解决的太阳中微子问题的解答。
中微子振荡无论对理论物理还是实验物理而言都是相当重要的。因为这意味着中微子具有非零的静质量，这与原始版本的粒子物理标准模型不相吻合。
由于发现了中微子振荡现象存在的证明，并取得中微子质量数据，日本超级神冈探测器的梶田隆章以及加拿大萨德伯里中微子观测站的阿瑟·麦克唐纳两人获颁2015年诺贝尔物理学奖。
另见
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