ニュートリノ振動とは？

ニュートリノ振動（Neutrino oscillation）とは、飛行中のニュートリノが、電子ニュートリノ・ミューニュートリノ・タウニュートリノという3種類（フレーバー）の間を周期的に変化する量子力学的な現象です。

素粒子の標準模型では長らくニュートリノの質量はゼロとされてきましたが、1998年に日本のスーパーカミオカンデ実験がニュートリノ振動の証拠を発見し、ニュートリノが微小ながら質量を持つことを示しました。この業績は2015年のノーベル物理学賞（梶田隆章氏）につながりました。

振動が起こるメカニズムは量子力学に基づいています。ニュートリノのフレーバー固有状態（相互作用の種類）と質量固有状態が一致しないため、3種類の質量固有状態が異なる速度で位相を変えながら進みます。その結果、ある距離を進んだ後にフレーバーを測定すると、別のフレーバーとして検出される確率が生じます。

ニュートリノ振動に関する重要な点は以下のとおりです。

• 太陽から来る電子ニュートリノが途中でフレーバーが変わり、検出数が減る「太陽ニュートリノ問題」の解答となった
• 宇宙線が大気で反応して生じるミューニュートリノの消滅もこれで説明できる
• 振動の「振れ幅」は混合角、「周期」は質量二乗差で決まる
• ニュートリノが質量を持つことは標準模型の拡張を必要とする

現在も世界各地の実験施設（T2K、NOvA、KamLANDなど）でニュートリノ振動パラメータの精密測定が進められており、物質優勢宇宙の謎を解くCP対称性の破れとの関連が注目されています。