Aim of this topic is to understand about standard neutrino phenomena reference the document of T2K(tokai to kamioka) home page.
http://
Is the third mixing angle, θ13, really non-zero?
Is the CP-violating phase δ non-zero, and if so, what is its value?
Is the neutrino mass hierarchy “normal” (mass state 1, dominated by the electron neutrino, is the lightest) or “inverted” (mass state 3 is lighter than mass state 1)?
Are there any sterile neutrino states, and if so, how many, and how do their masses compare to those of the “active”, Standard Model, states?
What is the absolute neutrino mass scale?
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Is the third mixing angle, θ13, really non-zero?
Is the CP-violating phase δ non-zero, and if so, what is its value?
Is the neutrino mass hierarchy “normal” (mass state 1, dominated by the electron neutrino, is the lightest) or “inverted” (mass state 3 is lighter than mass state 1)?
Are there any sterile neutrino states, and if so, how many, and how do their masses compare to those of the “active”, Standard Model, states?
What is the absolute neutrino mass scale?
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コメント(7)
0コメに未解決問題を抜粋しましたが、T２Kはわが国の誇れる実験施設であり当然ながら日本語でも読めますね
第3の混合角θ13は本当にゼロでない有限値なのでしょうか？
CP対称性を破る位相角δはゼロでない値でしょうか。そうであればその値はいくらでしょうか？
ニュートリノの質量階層は、電子ニュートリノ成分が支配的な質量状態1が最も軽い“順階層”でしょうか？それとも、質量状態3が質量状態1よりも軽い“逆階層”でしょうか？
ステライルニュートリノは存在するのでしょうか？
もし存在すれば、それは何種類で質量は標準模型ニュートリノに比べてどれくらい違うのでしょうか？
ニュートリノ質量の絶対値はどれくらいなのでしょうか？
第3の混合角θ13は本当にゼロでない有限値なのでしょうか？
CP対称性を破る位相角δはゼロでない値でしょうか。そうであればその値はいくらでしょうか？
ニュートリノの質量階層は、電子ニュートリノ成分が支配的な質量状態1が最も軽い“順階層”でしょうか？それとも、質量状態3が質量状態1よりも軽い“逆階層”でしょうか？
ステライルニュートリノは存在するのでしょうか？
もし存在すれば、それは何種類で質量は標準模型ニュートリノに比べてどれくらい違うのでしょうか？
ニュートリノ質量の絶対値はどれくらいなのでしょうか？
What Is A Neutrino?
The neutrino is a type of subatomic particle. As far as we know, neutrinos are fundamental particles: that is, unlike more complicated objects like protons and neutrons, they can’t be broken down into smaller constituents.
ニュートリノは原子よりも小さな粒子で、我々が知る限り、陽子や中性子のような内部構造を持った複雑な粒子ではなく、それ以上小さい要素に分けることのできない素粒子です。
（補足）
標準モデルにおけるニュートリノは光子のようなボソンではなく、フェルミオン に分類される物質的な素粒子です
第一階層
電子ニュートリノ < 2.5 eV
反電子ニュートリノ < 2.5 eV
第二階層
ミューニュートリノ < 170 keV
反ミューニュートリノ < 170 keV
第三階層
タウニュートリノ < 18 MeV
反タウニュートリノ < 18 MeV
実験結果を調べていくと、標準モデルの三階層の予測を越えて四階層目ののステライルニュートリノ層があるかもしれないとのこと
The neutrino is a type of subatomic particle. As far as we know, neutrinos are fundamental particles: that is, unlike more complicated objects like protons and neutrons, they can’t be broken down into smaller constituents.
ニュートリノは原子よりも小さな粒子で、我々が知る限り、陽子や中性子のような内部構造を持った複雑な粒子ではなく、それ以上小さい要素に分けることのできない素粒子です。
（補足）
標準モデルにおけるニュートリノは光子のようなボソンではなく、フェルミオン に分類される物質的な素粒子です
第一階層
電子ニュートリノ < 2.5 eV
反電子ニュートリノ < 2.5 eV
第二階層
ミューニュートリノ < 170 keV
反ミューニュートリノ < 170 keV
第三階層
タウニュートリノ < 18 MeV
反タウニュートリノ < 18 MeV
実験結果を調べていくと、標準モデルの三階層の予測を越えて四階層目ののステライルニュートリノ層があるかもしれないとのこと
ニュートリノは弱い相互作用で反応し、弱い力の伝播粒子であるWボソンとZボソンはニュートリノに崩壊します
異なるタイプのニュートリノの数が多いほど，WボソンとZボソンは多くの行き先に崩壊できるので，その平均寿命は短くなります
量子力学において，不確定性原理は時間とエネルギーを関係付けるので，粒子の寿命はその質量に関係します
つまり，寿命が短いほど質量の不定性（崩壊幅）は大きくなり，Zボソンの崩壊幅を測定すれば，崩壊先にはいくつの異なるニュートリノのタイプがあるかを決めることができます
過去の実験の中に、CERNのLHCの前身であるLEPコライダーでの測定値があります
LEPでは電子と陽電子を衝突させました
Zボソンはe+e-に崩壊できるので，もし電子と陽電子のビームの全エネルギーを mz・c＾2 に等しくすれば，LEPのようなコライダーでは大量のZボソンが生成され，Zボソンの崩壊幅を高い精度で測定することができます
この結果は3種類のニュートリノによく一致しており，2や4の可能性は確実に排除できます。したがって，もし余りに重くて現在の実験では発見できないような第4世代の標準模型物質粒子があるとすれば，それはZボソンの崩壊で生成されるほど軽くはないと言えます
異なるタイプのニュートリノの数が多いほど，WボソンとZボソンは多くの行き先に崩壊できるので，その平均寿命は短くなります
量子力学において，不確定性原理は時間とエネルギーを関係付けるので，粒子の寿命はその質量に関係します
つまり，寿命が短いほど質量の不定性（崩壊幅）は大きくなり，Zボソンの崩壊幅を測定すれば，崩壊先にはいくつの異なるニュートリノのタイプがあるかを決めることができます
過去の実験の中に、CERNのLHCの前身であるLEPコライダーでの測定値があります
LEPでは電子と陽電子を衝突させました
Zボソンはe+e-に崩壊できるので，もし電子と陽電子のビームの全エネルギーを mz・c＾2 に等しくすれば，LEPのようなコライダーでは大量のZボソンが生成され，Zボソンの崩壊幅を高い精度で測定することができます
この結果は3種類のニュートリノによく一致しており，2や4の可能性は確実に排除できます。したがって，もし余りに重くて現在の実験では発見できないような第4世代の標準模型物質粒子があるとすれば，それはZボソンの崩壊で生成されるほど軽くはないと言えます
重い状態のニュートリノの存在を示唆するLSND/MiniBooNEの実験
質量2乗差が約0.2 〜1 eV2で，混合角が0.001 < sin^2(2θ < 0.03) のνμ とνeの間の混合に対応する振動の信号がある
ニュートリノは，反ニュートリノと異なる振る舞いをし，そのような振動はしない
加えて，MiniBooNEのニュートリノデータは低いエネルギーで電子らしい事象の超過を示しており，これはLSNDの信号と矛盾し，またどんな振動描像とも矛盾しています。しかし，既知のバックグラウンドでは説明できないものです。一方，反ニュートリノにはそのような超過があることを検証または反証できるほど十分な統計がありません。
この超過を検証するためには明らかにもっと多くの統計が必要ですが，反ニュートリノセクターでのMiniBooNEとLSNDの明らかな一致は何かがおこっていて，その何かは標準的な3成分ニュートリノモデルに組み入れることができないことを示唆しています
質量2乗差が約0.2 〜1 eV2で，混合角が0.001 < sin^2(2θ < 0.03) のνμ とνeの間の混合に対応する振動の信号がある
ニュートリノは，反ニュートリノと異なる振る舞いをし，そのような振動はしない
加えて，MiniBooNEのニュートリノデータは低いエネルギーで電子らしい事象の超過を示しており，これはLSNDの信号と矛盾し，またどんな振動描像とも矛盾しています。しかし，既知のバックグラウンドでは説明できないものです。一方，反ニュートリノにはそのような超過があることを検証または反証できるほど十分な統計がありません。
この超過を検証するためには明らかにもっと多くの統計が必要ですが，反ニュートリノセクターでのMiniBooNEとLSNDの明らかな一致は何かがおこっていて，その何かは標準的な3成分ニュートリノモデルに組み入れることができないことを示唆しています
かつて素粒子論においては、質量というものは仮定はするが説明はしない属性の１つだったので，ニュートリノの質量をゼロと仮定しても，理屈に合わないとは思われませんでした。
そこで標準模型が作られたときには，ニュートリノについて次のことが仮定されました。
ニュートリノの質量は厳密にゼロである。
3種類の荷電レプトンにそれぞれ対応している3種類のニュートリノがあり，レプトン数がそれぞれのレプトンの世代 (e, νe), (μ, νμ), (τ, ντ) で別々に保存される。
ニュートリノと反ニュートリノは区別できる別のものである。
全てのニュートリノは左巻きで，全ての反ニュートリノは右巻きである。
特にニュートリノの質量をゼロと仮定することには大きな意味があります。
標準模型においt、ニュートリノは２つのスピン状態のいずれかをとると考えます
右巻か左巻きか
この性質をヘリシティーと言います
質量が0であれば光速で動くのでスピン状態が反転して見えることはあり得ない
光速で動くものは絶対に追い越せないからヘリシティーは保存されなければいけません
ニュートリノの質量が厳密にゼロであれば，右巻きか左巻きか（またはヘリシティ）はずっと保たれる属性であり，電子ニュートリノとして作られたニュートリノは他のタイプのニュートリノに変化することはできません。
ニュートリノの標準モデルにおける属性はヘリシティー以外にも、3つのフレーバーの区別やニュートリノと反ニュートリノの違いがありますが、これらもまたニュートリノの質量がゼロという仮定に依存しています。
つまりニュートリノがゼロでない質量を持つことになれば、標準模型におけるニュートリノの解釈は大幅に見直さなければなりません。
そこで標準模型が作られたときには，ニュートリノについて次のことが仮定されました。
ニュートリノの質量は厳密にゼロである。
3種類の荷電レプトンにそれぞれ対応している3種類のニュートリノがあり，レプトン数がそれぞれのレプトンの世代 (e, νe), (μ, νμ), (τ, ντ) で別々に保存される。
ニュートリノと反ニュートリノは区別できる別のものである。
全てのニュートリノは左巻きで，全ての反ニュートリノは右巻きである。
特にニュートリノの質量をゼロと仮定することには大きな意味があります。
標準模型においt、ニュートリノは２つのスピン状態のいずれかをとると考えます
右巻か左巻きか
この性質をヘリシティーと言います
質量が0であれば光速で動くのでスピン状態が反転して見えることはあり得ない
光速で動くものは絶対に追い越せないからヘリシティーは保存されなければいけません
ニュートリノの質量が厳密にゼロであれば，右巻きか左巻きか（またはヘリシティ）はずっと保たれる属性であり，電子ニュートリノとして作られたニュートリノは他のタイプのニュートリノに変化することはできません。
ニュートリノの標準モデルにおける属性はヘリシティー以外にも、3つのフレーバーの区別やニュートリノと反ニュートリノの違いがありますが、これらもまたニュートリノの質量がゼロという仮定に依存しています。
つまりニュートリノがゼロでない質量を持つことになれば、標準模型におけるニュートリノの解釈は大幅に見直さなければなりません。
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