【2015年諾貝爾物理獎】粒子世界中的「變態」現象
【2015年諾貝爾物理獎】粒子世界中的「變態」現象
科學Online特約編譯 葉承効/ 國立臺灣大學物理學系教授王名儒責任編輯
編譯來源：The Nobel Prize in Physics 2015 Press Release
今年的諾貝爾物理獎頒給梶田隆章與阿瑟‧麥克唐納，得獎理由為「發現微中子震盪，證明了微中子具有質量。」
2015年諾貝爾物理獎委員會認為日本學者梶田隆章 (Takaaki Kajita)與加拿大學者阿瑟‧麥克唐納(Arthur B. McDonald)對展現微中子進行味轉換的實驗有非常關鍵的貢獻，這項粒子世界的味轉換證明了微中子具有質量，改變了以往相關研究的核心認知，也成為未來宇宙研究的重要依據。
在進入千禧年之際，梶田隆章在研究中指出日本的超級神岡探測器(Super-Kamiokande detector)發現了大氣中產生的微中子會進行兩種不同味（譯者註：緲子與濤子）的轉換。
與此同時，阿瑟‧麥克唐納所帶領的加拿大研究團隊則證明了在太陽產生的微中子不會在前往地球的過程中消失，薩德伯里微中子觀測站 (Sudbury Neutrino Observatory)偵測到消失的微中子只是以不同的味出現在加拿大。
物理學家數十年來在微中子領域的進行的辯論總算是塵埃落定。原本透過理論去計算微中子的數量後，在地球進行的測量發現有三分之二的太陽微中子消失了。現在，這兩個實驗證明微中子是進行了味的轉換。
過去一直認為微中子是沒有質量的，這項發現證明了微中子有極微小的質量方能形成味的轉換，是微中子研究的新里程碑。
這對粒子物理學而言，也有其歷史性的意義。粒子物理的標準模型 (Standard Model)是非常成功的，在過去的二十年中，歷經許多實驗的挑戰仍屹立不搖。然而，這個模型有一基本假設是微中子不具質量，這項新的發現清楚顯示出，標準模型已經無法完整地解釋宇宙的基本組成分子。
這項發現獲得了今年的諾貝爾物理獎，為尚未揭開神秘面紗的微中子世界帶來一些極為關鍵的研究方向。在整個宇宙中，微中子的數量僅次於光子，地球也持續受其衝擊。
宇宙射線與地球大氣層的反應會產生許多微中子，其他的微中子則是來自太陽中的核反應。我們的身體每秒都有上兆的微中子穿透過去，這個世界上大概很難有任何物質可以擋下微中子的移動。微中子是自然界中最難以理解的基本粒子。
相關的研究會持續地進行，全世界也有更多想要捕捉到微中子並對其性質進行測驗的活動。我們期待著未來會有更多新的發現，可以揭露微中子最深層的秘密，來改變我們對宇宙的歷史、結構與未來發展的既有認知。
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