太陽(yáng)中微子振蕩參數(shù)的精確測(cè)量和次級(jí)效應(yīng)分析.pdf

1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文太陽(yáng)中微子振蕩參數(shù)的精確測(cè)量和次級(jí)效應(yīng)分析姓名：楊平申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：理論物理指導(dǎo)教師：劉秋宇20091101摘要KamLAND和各個(gè)太陽(yáng)中微子實(shí)驗(yàn)已公布的全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用傳統(tǒng)的最小方差分析的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，由此得到了中微子振蕩參數(shù)的最佳擬合值和不同置信度的允許區(qū)間。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，我們看出，各實(shí)驗(yàn)組近期公布的五批最新的數(shù)據(jù)對(duì)振蕩參數(shù)的允許區(qū)間都帶來(lái)了新的限制。其中SNO!JI]鹽相和NCD相數(shù)據(jù)

2、的加入使得我們對(duì)鼠，的探測(cè)精度得到了較大的提高，而KamLAND的新數(shù)據(jù)則對(duì)△，，l己的探測(cè)精度起到了極大的提升作用。對(duì)所有相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析之后，我們獲得了太陽(yáng)中微子振蕩參數(shù)的極其精確的測(cè)量結(jié)果。在此之外，我們發(fā)現(xiàn)，在單獨(dú)進(jìn)行分析的情況下，I由KamLAND得到的結(jié)果與太陽(yáng)中微子實(shí)驗(yàn)的結(jié)果存在一定的差異，這表明了在太陽(yáng)中微子實(shí)驗(yàn)中可能存在兩味中微子振蕩機(jī)制之外的次級(jí)效應(yīng)。我們首先對(duì)在計(jì)算中微子理論預(yù)計(jì)流量時(shí)太陽(yáng)模型和地球模型可能

3、引入的偏差進(jìn)行討論，作為分析次級(jí)效應(yīng)的前提準(zhǔn)備。之后，我們?cè)诂F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用MonteCarlo的方法模擬出未來(lái)可能的數(shù)據(jù)組，對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)探測(cè)次級(jí)效應(yīng)的能力進(jìn)行分析探討。最后，我們以非零值的混合角q，的影響作為次級(jí)效應(yīng)的來(lái)源，分析不同的B，值對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。我們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)選取合適的鼠，的值，我們可以緩解KamLAND和太陽(yáng)中微子實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的差異，這個(gè)結(jié)論給出了B，不為零的可能暗示。另一方面，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行三味中微子振蕩分

4、析，我們?cè)趌仃置信水平下得到了E，不為零的結(jié)果，這是一個(gè)很有意義的突破。僅由KamLAND和太陽(yáng)中微子實(shí)驗(yàn)并不能給出對(duì)鼠，的嚴(yán)格限制。對(duì)鼠，進(jìn)行精確測(cè)量是下一代中微子振蕩實(shí)驗(yàn)的重要任務(wù)之一，而我國(guó)的大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)將在其中起到重要的作用。在本文中，我們對(duì)大亞灣實(shí)驗(yàn)提出了幾種不同的實(shí)驗(yàn)方案，并使用不同的分析方法對(duì)模擬的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，研究其可能達(dá)到的探測(cè)精度，從而為實(shí)驗(yàn)具體方案的選取提供參考。在我們的模擬計(jì)算中，通過(guò)采取合適的方案

5、和分析方法，經(jīng)過(guò)三年運(yùn)行之后，大亞灣實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)Υ笥贠02的sin22鼠，值進(jìn)行有效的探測(cè)。在將來(lái)混合角B，得到精確測(cè)量的基礎(chǔ)上，我們還將會(huì)有機(jī)會(huì)對(duì)CP破缺相因子進(jìn)行探測(cè)，這是味物理中一個(gè)極其重要的問(wèn)題。中微子物理是粒子物理中一個(gè)年輕而充滿(mǎn)活力的研究方向，它的飛速發(fā)展帶動(dòng)著整個(gè)粒子物理學(xué)科的不斷進(jìn)步。與此同時(shí)，中微子還在宇宙學(xué)中扮演著重要的角色，它對(duì)研究宇宙結(jié)構(gòu)的形成，正反物質(zhì)不對(duì)稱(chēng)以及天文探測(cè)等都有著極其重要的意義。隨著下一代中微子實(shí)驗(yàn)