중성미자에게 질량이 있다고 하는 근거는 뭘까?

중성미자는 진동(oscillation), 즉 전자중성미자, 뮤온중성미자, 타우중성미자 이 세가지 형태로 자꾸만 변하면서 광속에 가까운 속도로 날아가므로 질량이 있다고 여긴다. 

이와같은 진동을 하지 않으면 질량이 없다고 여길텐데 진동을 한다하여 질량이 있다고 여긴다는 뜻이다.

 

상대성이론에 따르면 광속으로 움직이면 질량이 없다고 여기고, 또한 광속이면 시간이 멈추므로 변화가 있을 수 없다고 보는데, 중성미자는 변화 즉 진동을 하며 날아가므로 광속이 아니라고 여기고 질량이 있다고 보는 것이다.
그렇다면 이 같은 주장이 과연 논리적일까?

 

물론 그럴듯한 면도 있다.
즉, 대다수 과학자들은 입자가 광속으로 달리면 질량이 없다고 여기는데, 실험을 통해 중성미자는 광속에 가깝지만 광속은 아님을 알아냈기 때문이다.
중성미자는 광속보다 초당 1/100조 m(1/10^14 m = 10^-14m. 이는 우라늄원자핵 정도 크기이다.) 정도 더 느리다.

 

하지만 진동 즉 변화를 하며 날아간다 하여 질량이 있다고 주장하는 것은 석연찮은 구석이 있다는 생각이 든다.
강한 중력장을 벗어나는 빛은 적색편이를 보이고, 
콤프턴의 산란실험에서처럼 X선을 금속에 비추면 전자를 떼어내는데 에너지를 사용함으로써 X선의 파장이 길어져 에너지가 약해지는 등등 빛도 변하니 말이다.

빛의 적색편이나 콤프턴 산란실험에서 빛이 에너지를 잃는 것은 그럴 수밖에 없는 환경이나 조건때문에 비롯된 것이라고?
이는 중성미자의 진동도 마찬가지일 것이다. 우주공간은 100% 진공이 아니니 말이다.

 

결정적으로, 전자기파인 빛은 전기장 자기장을 번갈아가며 바꾸면서 날아간다. 변화가 일어나니 질량이 있다고 말해야겠네?

 

참고로, 중성미자가 진동을 한다함은 소위 flavor(맛)을 바꾼다는 의미로서 이는 양자론에 따르면 질량이 있음을 뜻한다고 한다.
그렇다면, 빛의 전기장과 자기장, 그리고 감마선,X선,자외선,가시광선,적외선,마이크로파,전파 와 같은 각각의 에너지 세기는 flavor(맛)가 아닌가?