神秘的中微子

中微子是基本粒子家族中重要且具有特色的成员之一，是唯一只参与弱相互作用的粒子。泡利提出中微子假说之后，人们进行了一系列捕获中微子的实验。其中中微子的质量问题和中微子振荡现象是研究的热门课题。2011年9月意大利研究人员在实验中发现中微子超光速。这些引起理论界和实验界的争议，更将引发物理学家对中微子的不解之谜的探索和新的思路。     

Majorana中微子与第二类振荡

该文讨论了Ｍａｊｏｒａｎａ中微子和第二类振荡的关系，得出结论：在拉氏量中，只考虑Ｍａｊｏｒａｎａ质量项并并不能导致中微子的第二类振荡，必须同时考虑Ｄｉｒａｃ质量项；在Ｎ≥２时，第二类振荡不能单独存在，必然伴随着第一类振荡。     

大亚湾与江门中微子实验

中微子物理是粒子物理中最活跃的分支之一,存在众多未解之谜,可能成为超出标准模型的新物理的突破口.本文总结了中微子物理的现状和主要的科学问题,着重介绍了我国正在进行的大亚湾中微子实验和建造中的江门中微子实验.通过研究反应堆中微子,2012年大亚湾实验发现新的中微子振荡,测得了中微子混合角13.本文介绍了大亚湾实验的物理背景和项目背景,简述了实验方法和设计思想,并描述了探测器设计和建造.许多新的想法和技术创新在探测器设计与建造中采用,使探测器相关的相对误差仅为0.2%.在未来几十年内,大亚湾将保持对这一基本参数的最高测量精度.江门中微子实验2008年提出建议,2013年正式启动.通过在53 km处探测反应堆中微子振荡,它将能确定中微子质量顺序,并精确测量3个中微子混合参数.采用一个设计能量精度为3%的2×104 t液体闪烁体探测器,江门实验在研究超新星中微子、太阳中微子、地球中微子、大气中微子、以及奇异现象寻找方面也极具吸引力.它将对多个物理目标进行国际领先水平的研究.文中我们介绍了实验设计和研发的进展.除了大亚湾和江门实验,我们也参与了无中微子双贝塔衰变实验EXO,设计了一个新式的加速器中微子束流线,进一步扩展了中微子研究.     

中微子的理论假设和实验验证

介绍了决定宇宙构成和演化的基本粒子———中微子的理论假设和实验验证,以及测定中微子静止质量的最新方法———中微子振荡.     

中微子振荡与太阳中微子问题

认为太阳中微子问题主要是标准太阳模型没有考虑 7Be( 3He,p) 9B核反应道的竞争 ,并且在计算 7Be中微子和 pep中微子时 ,并没有考虑到太阳电子温度与离子温度的差异 .如果考虑了这种差异 ,则太阳中微子问题可以得到很好地解决 ,而不需要修改太阳的其它重要参数     

自然界可能存在超光速粒子

实验发现中微子的质量平方是负值。根据这一事实,对比Dirac方程和虚质量的Dirac方程,提出了一个超光速中微子的量子方程。一个虚粒子可以看作是超光速粒子。这个方程的显著特征是,时空反演是对称性的,而空间反演对称性有最大的破坏。     

中微子质量与味混合

根据中微子质量项的不同类型 ,可以划分中微子的混合机制 .将中微子质量矩阵对角化 ,可以导致相应的混合 .给出了三种类型的中微子混合 .     

二参量描述的超光速中微子述的超光速中微子

根据中微子质量平方是负值的实验数据，提出了一个关于超光速中微子的量子理论，用一个和最大宇称破坏相关的质量项将两个Weyl方程耦合在一起，得到一个描述具有永久螺旋度且超光速运动的中微子的新方程，超光速粒子的速度在（0，∞）范围内变化，其内部上干迭加的两个矛盾场的相对变化导致亚光速粒子和超光速粒子的各种奇异特性，这个理论和狭义相对论是兼容的，因而可以有多方面的应用。     

重中微子对黑格斯玻色子在ILC和LHeC实验中单产生的量子修正(英文)

在标准模型(SM)中,e+e-→νeν-eh和eq→νeq′h过程是黑格斯玻色子h在ILC和LHeC试验中的主要产生机制.我们研究了seesaw-Ⅰ机制所预言的重中微子Ni对这两个产生过程的量子修正,并讨论了通过这两个过程探测重中微子Ni的可能性.计算结果表明:在合理的参数取值范围内,对eq→νeq′h过程的产生截面修正非常小,不过,对e+e-→νeν-eh过程产生截面修正较大,其数值可达到或超过将来ILC实验的测量精度.     

超光速的中微子(英文)

Physicists reported recently[1]that neutrinos can travel faster than light,a finding-if verified-would have fundamental significance for the whole structure of physics.Here we mention a few conseqenses of this astonishing but suspicious finding. Consequenses:     

欧洲中微子实验证明中微子速度不大于真空光速

电磁波在透光介质中传播时与介质发生相互作用,其速度小于真空中的光速.中微子在运动中几乎不与介质发生作用,穿透力极强。即便如此,欧洲核子研究中心关于中微子超光速的实验恰恰证明中微子的运行速度不大于真空中的光速。     

再评欧洲OPERA中微子超光速实验

物理学有一个著名法则是任何东西不能以超过真空中光速c的速度传播。但在2011年9月22日,在意大利完成的一项实验提供了中微子以超光速(vc)运动的证据。相对于真空中光速,实验和计算显示中微子早到了[60.7±6.9(统计)±7.4(系统)]ns,亦即(v-c)/c=[2.48±0.28(统计)±0.30(系统)]×10-5。这表明中微子速度v=299799911m/s。研究人员对CERN与检测器间约730km的测量精度达20cm,相应时差的测量精度达10ns;而测量工作的置信度水平达6σ。这是真正了不起的实验。美国的MINOS项目已经准备作更精确测量以校对这一结果。如MINOS证实了OPERA发现,这结果的意义重大。但也有物理学家表示怀疑。如该结果错了,我们也不能完全抹杀这一实验的意义。超光速研究将继续进行。     

大气中微子vμ振荡几率估算

据高能中微子的"长基线"实验计设参数,用数值实验常数相关联的唯象方法算出中微子质量数值,估算了中微子振荡几率,判断了μ中微子vμ与τ型中微子vτ最可能发生振荡.     

长基线中微子振荡实验的参数计算

本文应用中微子振荡理论，计算了长基线中微子振荡实验的几率和几率为确定值时的ｓｉｎ２θ和Δ之间的允许区情况以及中微子在物质（地球）中的传播轨迹。     

大气中微子vμ振荡几率估算

据高能中微子的"长基线”实验计设参数,用数值实验常数相关联的唯象方法算出中微子质量数值,估算了中微子振荡几率,判断了μ中微子vμ与τ型中微子vτ最可能发生振荡.     

探访大亚湾中微子实验室

日前,大亚湾中微子实验国际合作组宣布发现了新的中微子振荡,并测量到其振荡凡率。这将对中微子物理未来发展起决定性作用,并有助破解宇宙中“反物质消失之谜”。这是探索宇宙起源的一个重要组成部分。从目前来看,中微子除了可以监测核武器制造外,还可以直接穿过地球进行通信,让全球通讯无界限,比现在的通信快得多;此外,     

中微子振荡中的几何相位和CP违反

该文首先探讨了模型化的中微子在物质中振荡和混合的分析解,然后让中微子的CP违反相位旋转360°获得中微子振荡和混合的几何相位,发现几何相位随能量的振动具有非对称性几何结构.几何相位是描述中微子传播过程中内禀属性,故这种非对称结构起源于中微子振荡和混合的CP违反现象.因此,几何相位为中微子传播过程中的CP违反现象提供了线索.     

简并中微子晕及其观测效应

用更接近实际的非均匀密度模型，在广义相对论框架下讨论了中微子的成晕结构及其观测效应。