Standart Model ötesi fizik
Nötrinolar

Standart modelde nötrinolar tamamen sıfır kütleye sahiptir. Bu sadece solak nötrinoları kapsayan Standart Model'in bir sonucudur. Sağlak eşlere uygun olmadığından Standart Model'e yeniden normalleştirilebilecek bir kütle terimi eklemek imkânsızdır. Ancak, nötrinoların göstergesi olan ölçümler kendiliğinden çeşitlilik gösterdiğinden nötrinoların kütlesi olduğu iması ortaya çıkar. Bu ölçüler sadece farklı çeşitlerin göreli kütlelerini verir. Nötrinoların mutlak kütlesindeki en iyi kısıtlama trityumun bozunmasındaki üst sınırı 2 eV olan kesin ölçümlerden gelir, bu durum nötrinoları Standart Model'deki en az beş büyüklükten daha hafif yapar. Nötrinoların kütlelerini nasıl kazandığını ve aynı zamanda nasıl bu kadar küçük kütleye sahip olduklarını açıklama gerekliliği Standart Model'in genişlemesine ihtiyaç duyar.
Nötrinolara kütle eklerken sözde kararsız mekanizmadan sağlak nötrino ve buna karşılık Dirac kütle teriminden solak nötrino ekleyerek yaklaşımda bulunabilir. Sağlak nötrinolar verimsiz olmak zorundadır, yani Standart Model'in hiçbir etkileşimine dahil olmamalıdır. Çünkü yükleri yoktur, ayrıca kendi karşıt parçacıkları gibi davranabilir ve Majorana kütle terimine sahip olabilirler. Standart modeldeki diğer Dirac kütleleri gibi, nötrinoların Dirac kütlelerinin de Higgs mekanizması uygun meydana gelmesi beklenir ve bu yüzden tahmin edilemezdirler. Standart Model Fermiyon kütleleri büyüklük sıralamasına göre çoğundan ayrılır; Dirac nötrino kütleleri de aynı belirsizliğe sahiptir. Sağlak nötrinolar için Majorana kütlesi Standart Model Higgsi'ne göre doğmalıdır ve bu yüzden standart modelin ötesinde yeni fiziğe göre bazı enerji çizelgelerine bağlı olmaları beklenir. Bu yüzden, sağlak nötrinoları içeren her süreç düşük enerjilerde bastırılmış olacaktır.
Bu bastırılmış süreçlere göre yapılan düzeltmeler etkili bir biçimde sağlak nötrinoların Majorana kütleli sağlak nötrinolara ters orantılı olduğu hakkında bilgi veren sözde mekanizmalardır. Ağır sağlak nötrinoların varlığı, gözlemlerdeki düşük kütleli solak nötrinoların ve sağlak nötrinoların yokluğunu açıklar niteliktedir. Ancak, Dirac nötrino kütlelerinin belirsizliği yüzünden, sağlak nötrino kütleleri her yere yayılabilirler. Örneğin, bunlar keV kadar hafif ve karanlık maddeler olabilirler, BHÇ enerji düzeyinde kütleleri olur ve gözlemlenebilir lepton sayısı ihlaline neden olabilirler ya da BBT çizelgesinde sağlak nötrinolara bağlanmış olabilirler.
Kütle terimi farklı nesil nötrinoların karışımından oluşmuştur. Parametrelerle ifade edilen karışmış, PMNS matrisi, CKM kuarkı karışmış matrisinin benzeridir. Minimal olan kuark karışmasının aksine, nötrinoların karışması neredeyse maksimal olarak görünür. Bu da karışık modellerle açıklanabilecek çeşitli kuşakların arasındaki simetrinin çeşitli kurgularına neden olur. Her ne kadar deneysel incelemeleri olmasa da, karışmış matris ayrıca CP değişmezliğinin bazı karışık fazlarını kapsayabilir. Evrenin başlarında, bu fazlar potansiyel olarak karşıt leptonlardan daha fazla lepton yaratmış olabilirler ve bu sürece leptogenez denir.
Bu asimetri baryon ve karşıt baryonların genişlemesinin dönüştürülmüş aşaması olabilirler ve evrendeki baryon asimetrisini açıklayabilirler. Hafif nötrinolar yeterli kütleye sahip olmadıklarından kayıp karanlık madde ile açıklanamazlar. Bu asimetri baryon ve karşıt baryonların genişlemesinin dönüştürülmüş aşaması olabilirler ve evrendeki baryon asimetrisini açıklayabilirler. Hafif nötrinolar yeterli kütleye sahip olmadıklarından kayıp karanlık madde ile açıklanamazlar. Dahası, yapı oluşumunun benzetimi bu maddelerin çok sıcak olduklarını ve kinetik enerjilerinin kütlelerine kıyasla çok büyük olduklarını söyler. Bu yapının oluşumu evrenimizdeki galaksiler oluşurken ihtiyaç duydukları soğuk karanlık madde yapısına benzer. Benzemeler nötrinoların en iyi kayıp karanlık maddenin yüzde birkaçı olarak açıklanabileceğini gösterir. Ancak, ağır verimsiz sağlak nötrinolar karanlık madde için mümkün olan adaydır.