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漫画 | 秒懂2016自然科学一等奖,“中微子振荡”到底是啥?

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​(这是Sheldon的第18篇漫画,所有图片大约1.40MB。)

​2016年国家自然科学奖一等奖授予了“大亚湾反应堆中微子实验”。大亚湾中微子实验首席科学家、中科院高能物理所所长王贻芳代表270余人的研究团队领取了这个科学大奖。

这个实验成功测出了中微子振荡的第3个混合角——这到底说的是个啥?请往下看:​

(美指:牛猫 | 绘制:赏鉴)

本文已发表于《科学人》,如需转载,请联系sns@guokr.com


更正:漫画发出后,曹俊教授指出其中一处信息错误,并发来更正:“大亚湾实验的光电倍增管不是自制的,是美国出资,买的日本的。曾想过研发,一没钱二来不及。2008年提出江门中微子实验后,痛定思痛,自己设计了个新型光电倍增管,前3年有过几次不成功的合作,然后走上正规,又4年研制成功。​”

注:1. 在标准模型中,中微子是无质量的粒子,因此无法用标准模型解释中微子振荡的现象。如果假设中微子存在质量,中微子振荡就可以用数学模型作出解释了。

2. 在中微子的混合角度中的1、2、3,分别表示中微子的第1种质量的本征态、第2种质量的本征态、第3种质量的本征态,而不是指第1种、第2种、第3种中微子(即电子、μ子和τ子中微子)。

3. 我们可以粗略地打个比方。世界上有3种中微子(电子、μ子和τ子中微子),也有3种中微子质量(第1、2、3种质量本征态)。但它们之间不是一一对应的关系,而是存在某种“混合”。比如,电子中微子是以某种方式将第1、2、3种质量本征态“混合”在一起。μ子和τ子中微子则是将3种质量本征态以另外2种方式“混合”在了一起。

4. 如果你不理解这种现象的话,可以想象薛定谔的猫。在量子力学中,薛定谔的猫就是处在“生”与“死”这两种原本相互矛盾的状态的“混合状态”中。

5. 如果你对粗略的比方不满意,又学过线性代数的话,可以仔细思考以下问题:将一个三维坐标系()依次沿着三维空间的立体角度转动,得到一个新的坐标系()。新的坐标系可以表示成由旧的坐标系“混合”而成,这种混合跟中微子振荡的“混合”在数学上是等价的。​

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发表评论 12

评论 (14) 只看楼主

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  • 1楼
  • 2楼
    2017-01-09 22:52 berton 只看Ta

    中微子振荡的另类解读

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  • 3楼
    2017-01-09 23:22 q68257962 只看Ta
    5. 如果你对粗略的比方不满意,又学过线性代数的话,可以仔细思考以下问题:将一个三维坐标系(m_1,m_2,m_3)依次沿着三维空间的立体角度θ_12、θ_23、θ_13转动,得到一个新的坐标系(v_e, v_μ, v_τ)。新的坐标系可以表示成由旧的坐标系“混合”而成,这种混合跟中微子振荡的“混合”在数学上是等价的。​

    如果线性代数的描述不满意,可以思考一组三维数据的三个主成分和坐标轴的关系(那就直观几何理解吧)。

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  • 4楼
    2017-01-10 10:03 positron 只看Ta

    这个获奖,不知道是否对加速器立项有帮助。

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  • 5楼
    2017-01-10 11:05 叶迎风 只看Ta

    核电站反应堆内涵漫画....

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  • 6楼
    2017-01-10 14:14 标准模型 只看Ta

    你们每天都那么喜欢艾特我吗?

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  • 7楼
    2017-01-10 14:42 天降龙虾 只看Ta

    罕见的没有出现小龙虾的一期。。好评!

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  • 8楼
    2017-01-10 15:54 马尔泰弱智 只看Ta

    我说你们写了那么多,作为工科狗的我没看完就睡着了 会不会挨打?

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  • 9楼
    2017-01-10 17:45 梦想未知 只看Ta
    更正:漫画发出后,曹俊教授指出其中一处信息错误,并发来更正:“大亚湾实验的光电倍增管不是自制的,是美国出资,买的日本的。曾想过研发,一没钱二来不及。2008年提出江门中微子实验后,痛定思痛,自己设计了个新型光电倍增管,前3年有过几次不成功的合作,然后走上正规,又4年研制成功。​”

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  • 10楼
    2017-01-10 18:08 Chemiholic 只看Ta
    2. 在中微子的混合角度θ_12、θ_23、θ_13中的1、2、3,……

    参考计算机编程语言,如C语言等,下标建议用方括号[]表示,如θ[12]、θ[23]、θ[13]

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  • 11楼
    2017-01-10 19:09 牵着牛的鱼腥草 只看Ta

    我今年也要申请一个哈哈哈哈哈

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  • 12楼
    2017-01-10 19:12 水晶crystal 只看Ta

    原来电子是总攻

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  • 13楼
    2017-01-10 20:43 Sheldon 理论物理博士,科学松鼠会成员 只看Ta
    引用@Chemiholic 的话:参考计算机编程语言,如C语言等,下标建议用方括号[]表示,如θ[12]、θ[23]、θ[13]

    多谢建议,我用TeX转成公式了哈哈

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  • 14楼
    2017-01-11 13:34 脂肪酸钠 只看Ta
    2016年国家自然科学奖一等奖授予了“大亚湾反应堆中微子实验”。大亚湾中微子实验首席科学家、中科院高能物理所所长王贻芳代表270余人的研究团队领取了这个科学大奖。

    这么多人怎么分五百万?

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