太阳中心8B中微子的产生

研究了８ Ｂ中微子产生过程中存在时间振荡的动力学判据． Ｈｏｍ ｅｓｔａｋｅ 实验记录的太阳中微子流具有时间周期性,而 Ｓｕｐｅｒ Ｋａｍ ｉｏｋａｎｄｅ 实验观测的太阳中微子流基本上是恒定的．这一矛盾的合理解释可能是太阳中心中微子的产生率具有长的时间振荡周期     

太阳中微子问题

标准太阳模型预言7Be太阳中微子流强为 (3 4 4± 3 4)SNU ,且不依赖核反应7Be(p ,r) 8B截面测量的不确定性 .假如太阳中微子在它们产生后没有发生任何变化 ,且正在运行的太阳中微子测量实验是正确的 ,那么在SuperKamiokande实验上8B太阳中微子流强约为标准太阳模型预言值的 47 3 % ,CNO中微子流强也是标准太阳模型的一半 .对于7Be太阳中微子 ,当其不一致性不超过 1倍或 3倍标准偏差时 ,在镓探测器上7Be太阳中微子只有标准太阳模型预言值的 19 6%或 5 2 6% .     

太阳中心核反应链中密度的时间变化

研究太阳中心的核反应对太阳中微子问题的解释至关重要 ,也是当前太阳振动测量中最为困难的问题 .通过对p pI核反应链中密度的时间变化研究发现 ,在从 0 0 90 2R⊙ 到0 1 5 0 7R⊙ 的中心区域内 ,3 He的粒子数密度恰好以 5min左右的周期随时间振荡 .这类振荡可以引起太阳核能产生的周期变化 ,从而改变了太阳中微子的产生率 .     

对流,核反应和太阳内部振荡

给出恒星内部对流与核反应耦合的一个动力学模型，借助标准太阳模型，证明了在太阳中心的核反应中，＾３Ｈｅ的粒子数密度产生和消灭过程均呈振荡状态，在能量产生的峰值区域内，＾３Ｈｅ的振荡周期大约为５ｍｉｎ，代表着总能量产生的振荡特征，太阳内部的这一特性预期可以说明观察到的中微子流的时间变化。     

对流、核反应和太阳内部振荡

给出恒星内部对流与核反应耦合的一个动力学模型．借助标准太阳模型，证明了在太阳中心的核反应中，３Ｈｅ的粒子数密度产生和消灭过程均呈振荡状态．在能量产生的峰值区域内，３Ｈｅ的振荡周期大约为５ｍｉｎ，代表着总能量产生的振荡特征．太阳内部的这一特性预期可以说明观察到的中微子流的时间变化．     

在电弱能标范围内右手中微子质量模型的研究

粒子物理的标准模型并不是完美的，对大气中微子流和太阳中微子流的测量提供了中微子振荡的证据，证明中微子非简并的质量和混合．研究了Hung模型，并计算了muon衰变的振幅．     

太阳中心核反应链中密度的时间变化

研究太阳中心的核反主尖对太阳中微子问题的解释至关重要，也是当前太阳振动测量中最为困难的问题。通过对ｐ－ｐⅠ核反应链中密度的时间变化研究发现，在从０．０９０２Ｒ⊙到０．１５０７Ｒ⊙的中心区域内，＾３Ｈｅ的粒子数密度恰好以５ｍｉｎ左右的周期随时间振荡。这类振荡可以引起太阳核能产生的周期变化，从而改变了太阳中微子的产生率。     

~3He核反应扩散系统的稳定性与太阳中微子的产生

用非平衡态动力学方法 ,研究了太阳的重力场对其内部核反应扩散系统的影响 ,得到了从太阳中心到 0 38太阳半径的核反应区域内 ,重力场的非均匀性将导致核反应扩散系统的非稳定性 ,失稳后所产生的新状态具有时间振荡特性 ,这种性质可以改变太阳中微子的产生率     

从大亚湾到江门中微子实验

中微子振荡现象是当前粒子物理领域的研究热点.中微子振荡的发现确认了中微子具有微小的质量,这也成为探索超出标准模型新物理的重要途径.大亚湾反应堆中微子实验是研究短基线反应堆中微子振荡的地下实验,其利用远近点全同探测器对反应堆中微子事例率及能谱进行相对测量,以降低探测器关联误差及反应堆中微子流强预期误差.大亚湾反应堆中微子实验在2018年使用1958天的数据公布了中微子振荡参数sin~22θ_(13)与|?m_(32)~2|的最新结果,其中sin~22θ_(13)参数为目前最高的测量精度,达到了3.4%,|?m_(32)~2|的精度为2.8%,其与MINOS, NoνA及T2K等基于加速器中微子的实验测量精度相当.θ_(13)的精确测量将有利于下一代中微子实验确定中微子质量顺序以及测量CP破坏相角等未知的中微子振荡参数,其中包括了我国正在建设的江门中微子实验.它的主要科学目标是通过在中等基线下精确测量反应堆中微子能谱来确定中微子质量顺序.探测器可以实现3%的超高能量分辨率和小于1%的能标误差,从而在6年的取数时间内以3–4σ的置信度测量中微子质量顺序.此外江门中微子实验也将精确测量中微子振荡参数,同时将在超新星中微子、太阳中微子、大气中微子、地球中微子、核子衰变等物理研究领域做出重要的贡献.     

^3He核反应扩散系统的稳定性与太阳中微子的产生

用非平衡动力学方法，研究了太阳的重力场对其内部核反应扩散系统的影响，得到了从太阳中心到0．38太阳半径的核反应区域内，重力场的非均匀性将导致核反应扩散系统的非稳定性，失稳后所产生的新状态具有时间振荡特性，这种性质可以改变太阳中微子的产生率。     

中微子佯谬解决及其对霍金实证论的支持

20世纪60年代后期,美国的戴维斯成功搜索到太阳中微子,但所得的数量只有标准太阳模型理论所预言的一半左右,由于弱电统一理论一直认为中微子的静止质量为零,这构成太阳中微子佯谬.然而,超级神冈探测器的实验显示:中微子的确发生了振荡,中微子拥有不为零质量,后续的Sudbury实验终于解决了中微子佯谬问题,引发了人们对弱电理论的质疑,思考其粒子物理学以及天体物理学意义,从而客观上支持了逻辑自洽的实证论.     

太阳重力场对核反应扩散系统稳定性及中微子产生的影响

分析了太阳重力场对核反应扩散系统稳定性及中微子产生的影响.结果表明,太阳的重力场通过与太阳内部的扩散和对流过程相耦合影响核反应扩散系统的动力学行为.在太阳中心0～0.38 R ⊙的核反应区内,重力场的非均匀性(△·g)将导致3He核反应扩散系统的非稳定性,失稳后的新状态具有振荡特性.3He的这种性质可以改变7Be和8B太阳中微子的产生率.     

物理学奖:开启中微子物理学的黄金时代

<正>2015年的诺贝尔物理学奖授予了在超级神冈(简记为SK)实验中发现了大气中微子振荡现象的日本物理学家梶田隆章(Takaaki Kajita)和在萨德伯里中微子观测站(简记为SNO)破解了太阳中微子失踪之谜的加拿大物理学家亚瑟·麦克唐纳(Arthur B.McDonald)。这一结果既在情理之中,又在意料之外。一方面,这两个实验开启了中微子物理学的黄金时代,以令人信服的方式表明中微子具有极小的质量和较大的混合效应,相应的主要     

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     

大亚湾反应堆中微子实验Monte Carlo样本事例混合的interleaving算法

在反应堆中微子实验的物理数据分析中,前后事例间的时间关联分析是非常重要的一环.对事例间时间结构特性的研究,将有助于理解本底事例产生的物理机制,有利于对信号事例的挑选和对本底事例的排除.与此相应,在产生可用于物理分析的反应堆中微子Monte Carlo(MC)模拟数据的过程中,重构不同事例间的时间关联是一个重要步骤.通过研究大亚湾反应堆中微子实验的数据特点,开发了interleaving算法用于产生带有时间关联的海量物理数据;利用该方法实现了对不同样本的MC数据按事例率的混合;并简要给出了interleaving算法的空间和时间复杂度分析。     

太阳中微子问题及其可能的解释

介绍了2个太阳中微子问题和解决太阳中微子问题的几种可能解释,并详细讨论了太阳中微子振荡方案.如果采用小混合角(SMA)方案,那么,这2种味的中微子的质量之差不超过2.323 78×10-3 eV;如果用真空振荡(VAC)方案,那么,这2种味的中微子的质量之差不超过8.944 2×10-6 eV.认为如果中微子是暗物质的候选者,且中微子的静止质量要大于1 eV,那么2种中微子质量之差至多为2.7×10-6 eV.     

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.     

一个可能的改进的Bjorken—Paschos夸克—部分子模型

对Bjorken-Paschos 夸克一部分子模型进行了某些改进,主要结果和现有的实验数据是大致符合的,还给出了此模型关于中性流中微子反中微子截面的数值估计。     

首次确认太阳能量产生模型

正太阳内部的巨大能量来自两种核聚变过程。一种是质子-质子链(proton-protonchain)反应,约贡献99%的能量;另一种是碳氮氧循环(CNOcycle),仅贡献1%的能量。2014年,科学家们探测到了第一种反应中产生的中微子,而一项于2020年11月26日发表在Nature上的研究称,碳氮氧循环中的中微子也已被成功探测,这意味着,太阳能量产生方式的理论模型已被实验完全证实。     

太阳中心^3He的密度增强效应研究

研究了太阳中心3He 反应扩散系统的非线性特性.结果表明,太阳中心3He的密度通过反应扩散对流系统的非线性动力学被增强,从而可抑制7Be 和8B太阳中微子的产生.