中微子振荡大亚湾

3月8日，大亚湾中微子实验国际合作组宣布发现了第三种中微子振荡并精确测量到其振荡几率。李政道先生评价道：“这是物理学上具有重要基础意义的一项重大成就”。那么，到底什么是第三种中微子振荡？科学家们是如何发现它的？这个发现对物理学的意义是什么？     

中微子望远镜——IceCube

埋藏在南极冰层下的中微子观测网，其规模是日本神冈探测器的2万倍。 为了观测来自宇宙的高能中微子，美、欧、日等国家的科学家正在联合进行一项取名为“IceCube”的国际科研项目，试图解开宇宙高能中微子的谜团。2006年1月末，已经开始进行观测。本文将介绍这个埋藏在南极一两千米冰层下的中微子观测网．它是由4800个光检波器组成的巨大而独特的天文观测系统。[编者按]     

物理学中的负质量和虚质量问题

由引力论中“负质量佯谬”的讨论可导致牛顿引力定律推广到有反物质和反引力的情形,使理论对m→(-m)变换具有不变性。由质量的解析延拓mo→ims看出超光速粒子的存在,进而为超光速中微子建立一个“三味振荡”的最小模型,它可能解释最近发表的太阳中微子等实验结果。这两种对称性反映了物理中引入i的必要以及i与(-i)的对称性。最后对中微子在天体物理研究中的地位也作了一些猜测性的讨论。     

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.     

世界科技平台

中日美法人类首次捕获“地球中微子”由中日美法四国科学家组成的联合研究小组,利用日本东北大学位于岐阜県的地下装置“KamLAND”,首次捕捉到地球内部铀及钍等重元素发生核变时产生的中微子。这一发现结束了过去无法检测地球中微子的历史,将有可能开创地球科学研究的新局面。     

轻子形变的有效相对线度改变计算

最近实验指出中微子有质量,意味着中微子有结构和振荡,则中微子必有因结构性导致的“反常荷”,轻子的“反常质量”,“反常电荷”是轻子亚夸克动态模型的可观测效应,假定同代轻子“反常质量”近似相等,但随代数而变,把天体-粒子的质量和半径统一计算式中mve,rve,me,re加以“反常质量”修正后推广到二、三两代轻子的情形,算子“反常电荷”,与轻子的亚夸克动态模型给出的“反常电荷”相结合,可得轻子形变的有效相对线度变化值（△r/r)轻子,表明中微子ve,电子e可视为可压缩性极小的量子液滴。     

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.     

中微子混合、振荡参数计算及物理机制分析

粒子物理的标准模型认定中微子静质量mv=0，超神冈实验指出mv≠0，据此用第一代中微子的质量mv,(即“反常质量”)，导出二、三两代中微子的“反常质量”mvμ，mvτ．进而求出中微子混合的重要参数：代际中微子质量平方差(m^2vi-m^2vj达量级之大(i≠j)，卡比玻角θc亦与夸克混合角相近，认为中微子应存在混合和振荡．并对混合和振荡的物理机制作了讨论．     

中微子获得质量和电荷的物理根源

解释了中微子获得质量和电荷的物理根源,它是中微子内部亚夸克动力学所导致的结构性效应,中微子点模型不能对此作出解释。     

大亚湾发现新的中微子振荡将有助破解宇宙中“反物质消失之谜”

近日，大亚湾中微子实验室发现了一种新的中微子振荡，并测量到其振荡几率。这一重要成果是对物质世界基本规律的新认识，对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用，并将有助于破解宇宙中“反物质消失之谜”。     

科学触角

超光速中微子挑战爱因斯坦？ 据《自然》（Nature）杂志9月27日在线发表的一篇论文称，多国科学家共同参与的欧洲核子研究中心（CERN）的OPERA项目，发现了超光速运动的中微子。OPERA于2006年正式启动，原本是科学家设计用来研究中微子在运动过程中发生性质改变的“中微子振荡”的科研项目。     

中微子振荡 目前的状况和未来的计划

本书所汇编的文章简略地描述了在这个重大发现的近10年中我们对中微子振荡的理解。而中微子振荡的研究代表了超出标准模型的3个无质量中微子的新物理。它意味着中微子必须有质量。     

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,     

发现宇宙中微子

##正##中微子是构成宇宙物质的基本粒子,共有三种,与宇宙中所有的基本过程都有关系,因此成为科学家的研究热点。目前探测到的绝大部分的中微子来自太阳,另外,地球大气层里以及核反应堆附近也可以探测到一些中微子。来自太阳系以外的茫茫宇宙中的中微子比较罕见。目前,美国的一个科研团队报告了28个来自太阳系之外的宇宙中的高能中微子,此研究成果发表在11月22日出版的《科学》(Science)杂志上。     

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.     

幽灵粒子——中微子

2012年4月27日,位于我国广东省大亚湾的中微子实验组向世界宣告了振奋人心的消息：中国科学家们在世界上首次精确测量了中微子的第三种振荡模式。这项重大的科学研究完全由我们中国的科学家设计并完成,标志着我国超越了日本、美国等国家,成为世界中微子研究领域的领头羊。什么是中微子？为什么人们对它那么感兴趣？中微子的研究能给我们...     

从本质入手研究超光速可能性——代编者的话

自爱因斯坦狭义相对论发表以来，由此引发的争论和提出的挑战一直伴随其左右。今年欧洲核子研究中心OPERA中微子实验组先后报道的两次实验结果让学界乃至社会公众都将目光聚焦于“中微子”。     

中微子实验:追寻粒子世界的"隐世高手"

中微子是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子,从宇宙诞生的大爆炸起就充斥在整个宇宙空间. 中微子非常重要,它拯救了能量守恒定律,也向现代粒子物理的"标准模型"提出了挑战.中微子不仅数量很多,而且它有无质量对粒子物理和宇宙学有巨大的影响.     

中微子和暗物质物理的关联研究

中微子质量起源和暗物质本质是粒子物理和宇宙学前沿的重要科学问题,相关研究是探索超出粒子物理标准模型新物理的重要途径.近二十多年来,中微子和暗物质理论和实验研究均取得了重要进展.本文简单介绍了中微子和暗物质理论和实验研究的进展和展望,特别是两者之间的交叉关联研究.     

中微子物理及其在中国的前景

由日、美、中科学家组成的卡姆兰德(KamLAND)实验组在2002年发现了核反应堆中产生的电子反中微子消失的现象,文章在Phys．Rev．Lett．上发表后已被引用了1000多次,并被评为2002年国际十大科学新闻。中微子是一种非常小的基本粒子,几乎不与任何物质发生作用,很难探测,但它在粒子物理、天体物理与宇宙学中极为重要,迄今为止有关研究已获得三次诺贝尔奖。