微中子振盪
微中子振盪是一種量子力學現象,首先由義大利物理學家龐蒂科夫(Bruno Pontecorvo)提出假設,認為特定「風味」(flavor)的微中子可以轉化為不同的風味。如果微中子振盪確實存在,這就意味微中子具有質量,與原始的粒子物理「標準模型」不相吻合。
1960年代晚期,美國霍姆斯代克實驗(Homestake experiment)首次測量太陽產生的微中子流量,發現大約只有標準太陽模型計算值的1/3。1980年代,日本東京大學「神岡探測器」也發現類似現象,學界稱之為「太陽微中子問題」(solar neutrino problem),其唯一可能的解釋就是微中子振盪,即微中子在傳播到地球途中發生了轉換。
1998年,日本「超級神岡探測器」(Super-Kamiokande)首次發現微中子振盪的確切證據,顯示μ微中子會轉換成τ微中子。2001年,加拿大薩德伯里微中子天文台發表觀測結果,探測到太陽發出的3種微中子,其中35%是電微中子。當時梶田隆章是超級神岡探測器的研究人員,麥唐納則是薩德伯里微中子天文台的主任。
超級神岡探測器與薩德伯里微中子天文台的發現證實了微中子振盪的存在,學者後來也對標準模型做出修正。霍姆斯代克實驗的領導者戴維斯(Raymond (Ray) Davis, Jr.)和超級神岡探測器的領導者小柴昌俊(梶田隆章的老師)已經在2002年獲得諾貝爾物理學獎。