引力場中的中微子振蕩和質(zhì)量虧損.pdf

1、引力效應(yīng)是天體物理學(xué)和理論物理學(xué)中一個(gè)非常重要的研究內(nèi)容。與此同時(shí),對各類引力效應(yīng)的理論研究對于解釋具體的天文現(xiàn)象也有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。人們根據(jù)愛因斯坦的引力場方程,可以得出許多牛頓引力理論中所沒有的推論,其中一些可以或多或少地被賦予物理解釋,這些推論便被稱為引力效應(yīng).本文集中討論兩種典型的引力效應(yīng):(1)質(zhì)量中微子在Reissner-Nordstr(o)m(RN)場中以及Reissner-Nordstr(o)m-de Sitter(R

2、NdS)場中的振蕩相位；(2)史瓦西場和史瓦西-德西特場中的質(zhì)量虧損效應(yīng)。
　　 近年來,關(guān)于質(zhì)量中微子的研究引起了許多研究者的關(guān)注,特別是由于日本超級神岡大氣中微子實(shí)驗(yàn)取得了巨大的成功,對質(zhì)量中微子振蕩的研究近年來也成為了一個(gè)熱門領(lǐng)域。根據(jù)當(dāng)前的粒子物理學(xué)理論可知,自然界存在著三類中微子,分別為電子中微子,μ中微子和,τ中微子,中微子具有三種不同的類型被稱為中微子具有三種不同的味。若中微子的靜止質(zhì)量不為零,則不同味的中微子之間

3、可能會相互轉(zhuǎn)化,如νe中微子運(yùn)動一段距離后將轉(zhuǎn)變?yōu)棣挺讨形⒆踊颚挺又形⒆?而νμ中微子或ντ中微子又可能再次轉(zhuǎn)換為νe中微子。這種不同味中微子之間互相轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象稱為“中微子振蕩”.基于理論上的考慮,當(dāng)考慮到引力場的作用時(shí),對在平直時(shí)空中中微子振蕩的描述也很自然地推廣到彎曲時(shí)空中.最近,人們研究了在各種不同引力場中的中微子振蕩現(xiàn)象,也對于引力場對中微子振蕩的影響產(chǎn)生了極大的興趣,并且用各種方法計(jì)算了中微子在各種引力場中的振蕩相位,比如平面

4、波近似等。本文計(jì)算了質(zhì)量中微子在兩種典型的引力場(RN場和RNdS場)中沿短程線傳播的振蕩相位,并對質(zhì)量中微子在這兩種場中的振蕩相位的表達(dá)式進(jìn)行了分析和比較。
　　 廣義相對論預(yù)言,當(dāng)粒子由無引力區(qū)域結(jié)合成引力質(zhì)量時(shí),質(zhì)量的一部分要被輻射出去。由等效原理可知粒子的引力質(zhì)量等于其慣性質(zhì)量。由于動能和勢能可以轉(zhuǎn)化為慣性質(zhì)量,所以也就可以轉(zhuǎn)化為引力質(zhì)量。引力場中的源質(zhì)量就包含有與引力場本身質(zhì)量相對應(yīng)的自能.把這一質(zhì)量和組成它的所有粒子