随机矩阵理论解决了中微子质量的奥秘

当任何物质被分成越来越小的部分时，最终你所剩下的——当它不能再分割的时候——就是一个粒子。目前，有12种不同的已知基本粒子，它们又由夸克和轻子组成，每一种都有六种不同的味道。这些味被分为三代——每一代都有一种带电轻子和一种中性轻子——形成不同的粒子，包括电子、μ子和tau中微子。在标准模型中，三代中微子的质量由一个三乘三的矩阵表示。

由大阪都市大学科学研究生院的NaoyukiHaba教授领导的研究小组分析了构成中微子质量矩阵的轻子集合。众所周知，与其他基本粒子相比，中微子在各代之间的质量差异较小，因此研究小组认为中微子在各代之间的质量大致相等。他们通过随机分配矩阵的每个元素来分析中微子质量矩阵。他们在理论上表明，使用随机质量矩阵模型，轻子味混合很大。他们的发现发表在《理论与实验物理学进展》上。

“弄清楚基本粒子的性质会导致对宇宙的探索，并最终导致我们从哪里来这一宏大主题，”Haba教授解释说。“除了标准模型的剩余奥秘之外，还有一个全新的物理学世界。”

在研究狄拉克中微子、跷跷板、双跷跷板模型中的中微子质量无政府状态后，研究人员发现无政府状态方法要求矩阵的测度服从高斯分布。考虑了几种轻中微子质量模型，其中矩阵由几个随机矩阵的乘积组成，研究小组能够证明，在这个阶段他们可以最好地证明，为什么中微子质量平方差的计算最接近在带有随机Dirac和Majorana矩阵的跷跷板模型的情况下的实验结果。

“在这项研究中，我们表明可以使用随机矩阵理论从数学上解释中微子质量等级。但是，这一证明在数学上并不完整，并且随着随机矩阵理论的不断发展，预计将得到严格证明，”Haba教授说。“未来，我们将继续挑战阐明基本粒子的三代复制结构，其本质在理论上和实验上仍然完全未知。”

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