Требует ли Стандартная модель, чтобы нейтрино были безмассовыми?

Ваш вопрос рассматривается в этой статье . Стандартная модель как таковая может вместить массивные нейтрино, но если нейтрино имеют массу и не добавляются правые нейтрино, модель становится неперенормируемой. Добавление правых нейтрино исправляет это.

Стандартная модель не делает никаких предсказаний массы нейтрино, но зато она не предсказывает массу фермионов. Массы лептонов и кварков являются входными параметрами.

Стандартная модель ничего не «говорит». Это модель, которую мы построили, поэтому мы должны сначала сказать ей что-то, чтобы она узнала об этом.

$\\$

При построении модели нейтринам не нужно было быть массивными, поэтому в ее лагранжиан не вводились массовые термины.

Затем, несколько лет спустя, были зарегистрированы эти эксперименты с нейтринными осцилляциями.

$\\$

В качестве примечания: эксперименты на самом деле искали распады протонов, но в итоге не нашли ни одного из них, а вместо этого нашли осцилляции нейтрино.

$\\$

Итак, создатели модели вернулись к чертежной доске, сделали некоторые расчеты и придумали описание колебаний. Они обнаружили, что вероятность измерения нейтринных осцилляций равна

где$\Delta m$это разница в массе двух нейтрино (того, которым оно «было» и того, с которым оно колеблется).

Итак, мы видим, что для того, чтобы эта вероятность была отлична от нуля, мы должны иметь$\Delta m$не равно нулю.

Но для того, чтобы$\Delta m$чтобы быть ненулевыми, массы нейтрино должны быть ненулевыми с самого начала!

Разница между нулем и нулем, конечно, не отлична от нуля!

Вот почему они пришли к выводу, что на самом деле нейтрино должны быть массивными, хотя и очень тонкими.

Затем они «сообщили» эту информацию Стандартной модели, и теперь в Стандартной модели есть небезмассовые нейтрино.

$\\$

Итак, вкратце, вероятность осцилляции зависит от (разницы в) массе (массах) нейтрино, что позволяет сделать вывод, что они не безмассовые. Кроме того, Стандартная модель не может ничего «объяснить». Он лишь повторяет то, что мы ему говорим (хотя надо признать, что и с этим он неплохо справляется!).

Как можно быстро найти из поиска в Википедии , «классическая» Стандартная модель физики элементарных частиц действительно предсказывает безмассовые нейтрино. Таким образом, экспериментальные свидетельства осцилляций нейтрино являются убедительным признаком того, что в Стандартной модели отсутствует какая-то важная физика.

Это не большая проблема (однако это захватывающая задача!), поскольку Стандартная модель не претендует на «абсолютную истину». Давно известно, что Стандартная модель — это всего лишь эффективная теория, которая очень хорошо работает в большинстве ситуаций, актуальных на доступных нам прямо сейчас шкалах энергий, но не претендует на роль теории всего. (чего он в любом случае не мог, так как отсутствует гравитация). В другой статье в Википедии перечислены некоторые возможные объяснения наблюдаемой массы и осцилляций нейтрино.