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 .     

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.     

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．     

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。     

V~M和V~D中微子可区分性的讨论及其混合的建议

本文讨论了Mojorana型和Dirac型中微子的精确差异及其可区分性,指出近期由其它作者建议在标准模型中区分Dirac和Majorana中微子的方法,在不远的将来是不可能成立的。并提出了一个新的建议:β-衰变中中微子的辐射是占优势的无质量Majorana型中微子和17Kev的重Dirac型中微子。这个建议清楚地解释了β-衰变中由Simpson等人发现的重中微子辐射的证据,所存在的振荡现象也作了扼要的讨论。     

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.     

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。     

中微子超光速、洛伦兹对称性破坏和质量起源

本文评述OPERA实验声称的中微子超光速测量结果及其可信度;指出超光速效应将预示洛伦兹对称性破坏。然后,着重分析可能的洛伦兹对称性破坏效应应该发生的合理能量尺度,揭示这个尺度应该是普朗克能标10¹⁹GeV,比OPERA实验测量的实际能标17GeV高出18个数量级,这表明理论上预期OPERA实验可能观测到的超光速效应应该是10¹⁸量级,而非目前OPERA实验结果宣称的10^-5量级。本文进一步指出,现代相对论性量子场论完全可以自洽地描述中微子;但是,包括中微子在内的一切已知基本粒子质量的起源都必须借助于希格斯粒子（或称"上帝粒子"）,而上帝粒子至今尚未被发现,其质量又必须位于100-1000GeV范围,远远低于普朗克尺度。对这个粒子的探测是目前欧洲核子中心CERN正在运行的大型强子对撞机LHC的核心目标,发现或者彻底排除这个"上帝粒子"并由此揭示自然界一切基本粒子质量的起源是整个物理学界乃至科学界翘首期盼的划时代革命。     

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     

中微子静止质量测量新方法及讨论

选用母核和子核的自旋都不为零的原子核放置在超低温并外加强磁场条件下来实现原子核极化，由测量沿外磁场方向时光子的计数和沿外磁场相反方向时光子的计数来确定中微子的螺旋值，进而确定中微子是否有静止质量．在现有的实验条件和不考虑其它误差的情况下，中微子的静止质量不等于零．     

初生中子星星风中正反中微子的吸收反应截面

正反中微子的吸收反应截面是影响初生中子星演化的重要参量.改进了在初生中子星高温环境中任意简并条件下的中微子和反中微子被重子吸收截面的计算方法,同时综合考虑了能量动量守恒、磁场效应和重子（中子或质子）的热运动效应,得到更精确的中微子和反中微子吸收反应截面.结果对进一步研究星风中的中微子加热率、中微子输运过程中的不透明度、合理解释中子星的相关观测现象有重要作用.     

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。     

Gauge field theory of quantum and the mass empirical formulas of lepton and quarks

In this paper, we discuss the mathematical relation determined by the basic physical constant between three types of quarks and the masses of leptons with charges in detail. First, by further theoretical analysis, we wonderfully see that the result got from the mass empirical formula of quark and charged lepton is identical with the data received by theoretical estimating from the gauge field theory. Second, we also gladly see that the result got from quark and lepton （with charges） mass empirical formula is completely accordant with experiment data. These mass formulas reveal the essential relation between me, mμ, mτ and mq. At the same time, the empirical formula may also derive the mass formula of neutrinos. As to the mass of neutrinos, at present we only know the square difference of its mass, and so this is meaningful to theoretically estimating the mass.     

Observation of high-energy neutrinos using Cerenkov detectors embedded deep in Antarctic ice

Neutrinos are elementary particles that carry no electric charge and have little mass. As they interact only weakly with other particles, they can penetrate enormous amounts of matter, and therefore have the potential to directly convey astrophysical information from the edge of the Universe and from deep inside the most cataclysmic high-energy regions. The neutrino's great penetrating power, however, also makes this particle difficult to detect. Underground detectors have observed low-energy neutrinos from the Sun and a nearby supernova, as well as neutrinos generated in the Earth's atmosphere. But the very low fluxes of high-energy neutrinos from cosmic sources can be observed only by much larger, expandable detectors in, for example, deep water or ice. Here we report the detection of upwardly propagating atmospheric neutrinos by the ice-based Antarctic muon and neutrino detector array (AMANDA). These results establish a technology with which to build a kilometre-scale neutrino observatory necessary for astrophysical observations.     

双线性R宇称破坏超对称中的有效拉氏量及中微子的质量产生

中微子在标准模型中是没有质量的,而在R宇称不守恒的最小超对称标准模型中却可以产生中微子质量。本文采用有效拉氏量方法,给出了希格斯场和费米场双重态,并根据在高能标的最初的双重态和它们的真空期待值定义了标准模型中的希格斯双重态。     

左右手对称模型中重中微子衰变

在左右手对称模型中,考虑重中微子质量少于左手规范玻色子W_L的质量,计算了重中微子的各类衰变,发现重中微子总衰变宽度按贡献可以分为左手部分为主、右手部分为主以及左右手部分可比拟3种情况.结果表明：当轻重中微子混合取最大值1,右手规范玻色子W_R取实验允许的最低质量时,重中微子总衰变宽度仍然远小于其质量.     

An absence of neutrinos associated with cosmic-ray acceleration in γ-ray bursts

Very energetic astrophysical events are required to accelerate cosmic rays to above 10(18)?electronvolts. GRBs (γ-ray bursts) have been proposed as possible candidate sources. In the GRB 'fireball' model, cosmic-ray acceleration should be accompanied by neutrinos produced in the decay of charged pions created in interactions between the high-energy cosmic-ray protons and γ-rays. Previous searches for such neutrinos found none, but the constraints were weak because the sensitivity was at best approximately equal to the predicted flux. Here we report an upper limit on the flux of energetic neutrinos associated with GRBs that is at least a factor of 3.7 below the predictions. This implies either that GRBs are not the only sources of cosmic rays with energies exceeding 10(18)?electronvolts or that the efficiency of neutrino production is much lower than has been predicted.     

粒子弱荷的研究

为了研究有质量的中微子，在理论上引入了粒子（基本费米子、中间玻色子和强子）弱荷的新概念首次报道了弱荷守恒定律，并提出了检验弱荷是否存在的实验方案，根据弱荷的手征性，合理地解释了宇称不守恒的原因，根据弱荷的对称性扩展了标准模型，指出所有的中微子都是有质量的Dirac粒子，但是右手中微子和左手反中微子的弱荷为零，它们不参与弱相互作用，因而称为暗粒子。     

基于低温量热器的无中微子双贝塔衰变探测实验国内外研究进展

无中微子双贝塔衰变过程能够揭示中微子的粒子属性，打破标准模型的轻子数守恒，并且是目前获得中微子有效质量的重要途径. 本文通过对国内外无中微子双贝塔衰变探测实验的最新研究进展进行详细调研，重点对基于低温量热器的无中微子双贝塔衰变实验设计方案进行深入研究，并以意大利格兰萨索地下实验室（cryogenic underground observatory for rare events，CUORE）实验方案为例，详细地阐述了低温量热器技术的系统组成、工作原理以及现阶段所面临的关键难点，将要解决的问题主要包括极低温环境的搭建、核素种类的选取与探测塔的搭建、本底的甄别和微弱信号的前置放大.