中微子磁矩研究.pdf

1、在標(biāo)準(zhǔn)模型中，中微子是電中性的無質(zhì)量純左手粒子，沒有磁矩等電磁性質(zhì)。自從發(fā)現(xiàn)中微子振蕩現(xiàn)象，我們知道中微子必須有微小的質(zhì)量才可能來解釋實(shí)驗(yàn)。但是對(duì)于中微子磁矩等電磁性質(zhì)，則一直都沒有明確的結(jié)論。中微子電子低能散射實(shí)驗(yàn)也只能夠給出一個(gè)很寬泛的上限，這個(gè)上限和最小修正標(biāo)準(zhǔn)模型(只加入右手中微子)中的中微子磁矩相比還差很多個(gè)量級(jí)。了解更多的中微子磁矩等電磁性質(zhì)，也許我們就可以區(qū)分出來中微子到底是Majorana粒子還是Dirac粒子，并且有助

2、于理解很多的物理現(xiàn)象。
　　 本文主要分為三個(gè)部分。第一部分介紹中微子電磁性質(zhì)。從洛倫茲不變性和電磁規(guī)范不變性，推導(dǎo)出中微子頂點(diǎn)函數(shù)只有四個(gè)形狀因子，分別為電荷形狀因子fQ(q2)、磁形狀因子fM(q2)、電形狀因子fE(q2)和anapole形狀因子fA(q2)。Majorana中微子和Dirac中微子形狀因子有很大的不同，Majorana中微子只可能有anapole一個(gè)形狀因子。從理論上來討論Majorana中微子和Dira

3、c中微子的磁矩和電矩，以及中微子磁矩的實(shí)驗(yàn)上限值。雖然中微子電荷是零，但是中微子還是可以有有效的電荷半徑。中微子anapole形狀因子和anapole矩也有相應(yīng)的討論。
　　 第二部分討論中微子電子散射過程。從中微子電子彈性散射實(shí)驗(yàn)可以得到中微子有效半徑和有效磁矩的上限值。但是，在電子反沖能量在10keV量級(jí)甚至更小時(shí)，即和原子電離能量相當(dāng)，需要考慮這種效應(yīng)對(duì)散射過程的影響。用兩種不同的方法估計(jì)中微子磁矩對(duì)微分散射截面的貢獻(xiàn)，結(jié)

4、果表明在當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)條件下并不能顯著降低中微子磁矩上限值。
　　 第三部分討論第二類seesaw機(jī)制中的中微子電磁性質(zhì)。簡(jiǎn)單介紹第二類seesaw機(jī)制，包括Higgs勢(shì)、Higgs質(zhì)量本征值以及中微子質(zhì)量。在第二類seesaw機(jī)制中單圈(包括三頂點(diǎn)圖和y-Z自能圖)直接計(jì)算中微子的電磁性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)Majorana中微子只能有anapole形狀因子。而且明確驗(yàn)證單個(gè)費(fèi)曼圖都有的f5(q2)形狀因子，在對(duì)所有的貢獻(xiàn)求和之后實(shí)際上就消失掉