中微子振蕩現(xiàn)象學(xué)中的若干研究.pdf

1、中微子振蕩是最近十年粒子物理領(lǐng)域最重要的成就之一。太陽(yáng)中微子實(shí)驗(yàn)(SNO)，大氣中微子實(shí)驗(yàn)(SK)，反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)(KamLAND)以及加速器中微子實(shí)驗(yàn)(K2K,MINOS)都給出了中微子味轉(zhuǎn)化的確實(shí)證據(jù)，這就意味著中微子具有非零的質(zhì)量和非平庸的混合結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在中微子質(zhì)量和混合的標(biāo)準(zhǔn)圖像是亞電子伏特質(zhì)量的三味中微子間的雙大混合。
　　 在本論文，我們主要討論了中微子振蕩和中微子質(zhì)量三個(gè)不同方面的問題。論文第一個(gè)討論的問題是三雙最

2、大混合(TriBimaxmal)的修正。我們討論了三種有代表性的修正，包括帶電輕子部分的修正，輻射修正以及右手中微子部分的修正。此外，在討論此問題之前，在第2章的前半部分，我們簡(jiǎn)單介紹了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型和產(chǎn)生中微子質(zhì)量的蹺蹺板(Seesaw)機(jī)制的基礎(chǔ)知識(shí)。
　　 我們討論的第二個(gè)問題是量子場(chǎng)論中的中微子振蕩理論。在第3章，我們首先回顧中微子真空振蕩的標(biāo)準(zhǔn)處理方法，然后介紹在量子場(chǎng)論中的兩個(gè)中微子振蕩模型，其中一個(gè)模型被用來(lái)定義

3、相互作用相關(guān)的味態(tài)，而另一個(gè)模型是利用中微子混合來(lái)構(gòu)造味態(tài)。我們使用后者的模型來(lái)定義的味態(tài)來(lái)研究標(biāo)準(zhǔn)模型中相互作用項(xiàng)點(diǎn)的振幅。我們發(fā)現(xiàn)在數(shù)圖階會(huì)出現(xiàn)味改變的荷流相互作用。這意味著我們無(wú)法通過伴隨而生的帶電輕子來(lái)定義中微子的味量子數(shù)，從而導(dǎo)致物理上一致性的矛盾。
　　 第三個(gè)問題我們討論了太陽(yáng)中微子的物質(zhì)效應(yīng)和試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析。在第4章中，我們介紹了中微子穿越太陽(yáng)內(nèi)部的共振加強(qiáng)效應(yīng)(MSW效應(yīng))。在給出兩味混合近似和三味中微子混合條

4、件下的MSW效應(yīng)后，我們?cè)敿?xì)討論了存在三個(gè)活躍中微子和Ns個(gè)惰性中微子混合的一般情況下的MSW效應(yīng)，我們使用解析和數(shù)值計(jì)算相對(duì)比的方法來(lái)驗(yàn)證結(jié)果的正確性。此外，我們還在此章的末尾處討論了中微子穿過地球內(nèi)部的物質(zhì)重生效應(yīng)。在第5章中，我們使用最小方差方法對(duì)若干太陽(yáng)中微子和反應(yīng)堆(KamLAND)中微子實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。在兩味混合近似下，我們給出兩個(gè)振蕩參數(shù)(△m2和tan2θ)的全局?jǐn)M合結(jié)果，結(jié)果驗(yàn)證了太陽(yáng)中微子丟失問題的大角混合M