Все наблюдаемые до сих пор антинейтрино обладают правой спиральностью (т. е. когда-либо наблюдалось только одно из двух возможных состояний спина), тогда как нейтрино являются левыми.
Несмотря на это, говорят, что поскольку антинейтрино и нейтрино являются нейтральными частицами, вполне возможно, что это одна и та же частица. Частицы, обладающие этим свойством, известны как майорановские частицы.
Майорановские нейтрино обладают тем свойством, что нейтрино и антинейтрино можно различить только по хиральности; то, что эксперименты наблюдают как разницу между нейтрино и антинейтрино, может быть просто связано с одной частицей с двумя возможными киральностью.
Спиральность и хиральность для масс-частиц не одно и то же. Итак, если верно существование двух видов спиральности, как возможно, что нейтрино может быть майорановской частицей?
Ответ на такую проблему следующий.
Нет анти- в случае майорановской частицы
Во-первых, если мы включим массовый член (здесь не важно - Майорана или Дирак) нейтрино, то мы с необходимостью придем к утверждению, что нейтрино может быть двух спиральностей.
Во-вторых, поскольку майорановский фермион
Также есть одно дополнительное замечание. Зарядовое сопряжение левой частицы дает правую античастицу, поэтому проблем с хиральностью нет.
Почему майорановская природа нейтрино не противоречит эксперименту
Таким образом, мы приходим к утверждению, что нейтрино, если оно майорановское, может быть как левым, так и правым. Это, однако, не противоречит утверждению, что в основном взаимодействуют (и, таким образом, каким-то образом могут быть обнаружены ) только левые (в некотором смысле левоспиральные) нейтрино . Это верно из-за двух фактов.
Во-первых , если масса данной частицы мала, то эта частица является релятивистской в большинстве процессов, в которых участвуют она и другие частицы с массами, намного превышающими . В релятивистском пределе спиральность совпадает с хиральностью; а именно, скорость переворота спиральности пропорциональна , с будучи энергией . Таким образом, мы можем заключить, что ультрарелятивистская частица обладает определенной спиральностью, которая определяется ее киральностью.
Во-вторых , слабый сектор Стандартной модели содержит взаимодействие, при котором электрон взаимодействует только с левокиральным нейтрино (в то время как позитрон взаимодействует с правокиральным). Давайте объединим эти факты. Если мы имеем процесс, в котором рождаются электрон и нейтрино, то из-за малой массы нейтрино и, следовательно, его ультрарелятивистского движения оно будет левосторонним (в смысле спиральности) в «99,9%» взаимодействий.