中微子與標準模型擴展的一些研究.pdf

1、在這篇論文中，我們將強調(diào)中微子在理解基礎(chǔ)物理中的重要作用。回顧歷史，中微子的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了第一個弱作用理論，即貝塔衰變理論。參與弱過程的中微子的奇特的手征性，導(dǎo)致了弱作用中字稱不守恒的觀念，使得人們了解到對稱是可以被破壞的，這加速形成了我們關(guān)于對稱性如何在物理的基本原理中起作用的認識。對稱性是可以破缺的，弱作用中CP對稱性是破壞的；真空也可以沒有理論應(yīng)有的一些對稱性，這奠定了我們用規(guī)范原理描述相互作用的基礎(chǔ)之一。
　　 雖然現(xiàn)在幾乎

2、所有粒子物理的實驗數(shù)據(jù)都能在標準模型中得到較好的解釋，但中微子振蕩卻是個例外，這要求我們超越現(xiàn)有的標準模型。中微子是研究如何擴展標準模型的一條現(xiàn)象學(xué)線索。將中微子振蕩數(shù)據(jù)容納到一個基于MNS矩陣的準標準模型中去只是一個開始。如果要將中微子質(zhì)量容納到基本理論中去必須走出標準模型，至少因為三點原因，(1)沒有右手中微子，(2)僅有希格斯二重態(tài)，(3)僅有可重整的質(zhì)量項。當(dāng)放棄其中一條或多條，就導(dǎo)致了擴展標準模型的多種可能性。我們研究了一些可

3、能性及其現(xiàn)象學(xué)上的限制，包括中微子質(zhì)量和混合，通過輕子生成機制帶來的的宇宙正反物質(zhì)不對稱，以及對撞機上的輕子味破壞的稀有衰變等。
　　 我們提出一種新的產(chǎn)生小的中微子質(zhì)量的機制，其中我們發(fā)現(xiàn)在左右對稱模型中在希格斯勢的弱耦合極限下的一個重整化不動點，在這個不動點附近小中微子質(zhì)量自然的來自于第一型和第二型seesaw機制的相消，而不像通常的seesaw那樣來自很重的粒子質(zhì)量的壓低效應(yīng)。于是引入的右手中微子質(zhì)量的下限被放寬，可以是O

4、(IO)TeV的量級，能夠在將來的對撞機，像LHC，上檢驗。
　　 對現(xiàn)有標準模型更深刻的擴展來自對于輕子部分tri-bimaximal混合的結(jié)構(gòu)以及粒子的味結(jié)構(gòu)及其來源的理解。標準模型中大量的自由參數(shù)來源于質(zhì)量與混合等味參數(shù)，雖然其中很多逐漸得到測量甚至精確測量，但是要理解如此眾多自由的味參數(shù)是對我們智力上的巨大挑戰(zhàn)。對于輕子部分，目前討論較多的途徑是引入所謂的味對稱性來減少自由參數(shù)的個數(shù)。在此框架下，我們通過將A4對稱性嵌入