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。     

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.     

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.     

超光速佯谬和中微子

爱因斯坦的狭义相对论和因果原理意味着任何运动物体的速度不能超过光在真空中的速度。然而，有许多讨论超光速运动粒子的尝试，这些讨论或者是在狭义相对论的框架下进行的，或者是超越了狭义相对论。这些讨论都遇到一系列难以克服的困难，即“超光速佯谬”。文中详细分析了这种佯谬，并证明它在与狭义相对论兼容的量子理论中显然是不出现的。在实在世界中，中微子最可能是一种超光速粒子。     

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% .     

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     

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.     

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.     

Neutrino mass hierarchy and lepton flavor mixing

In the standard model of particle physics there are three species of neutrinos whose masses were originally assumed to be zero. But the discovery of solar and atmospheric neutrino oscillations indicates that neutrinos are massive and lepton flavors are mixed. In this brief review we first give an overview of our current knowledge about the neutrino mass spectrum and lepton flavor mixing angles, and then comment on the seesaw mechanisms which allow us to understand the origin of tiny neutrino masses. We pay particular attention to the nearly tri-bi-maximal neutrino mixing pattern and the Friedberg-Lee symmetry to derive it. A relatively promising possibility of detecting hot and warm neutrino dark matter in the Universe will also be discussed.     

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 .     

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.     

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。     

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。     

有挠引力理论对SN1987A中微子两次信号的解释

用有挠引力理论的粒子运动方程探讨了ＳＮ１９８７Ａ中微子的运动，得出中微子可沿两条路径经历不同的时间到达地球的结论，对所观察到的中微子两次信号作出了比较合理的解释。     

大统一前子模型与N_y实验结果对比分析

本文讨论了最近西欧中心的LEP关于轻中微子个数N_7的实验结果对大统一前子模型的限制.由于LEP的精确实验结果给出N_y=3,可能的大统一前子模型为禁闭弱作用大统一前子模型.我们也讨论了若允许重中微子代存在时,LEP实验结果对大统一前子模型的限制.