中微子振蕩現(xiàn)象學中的若干研究.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。太陽中微子實驗(SNO)，大氣中微子實驗(SK)，反應(yīng)堆中微子實驗(KamLAND)以及加速器中微子實驗(K2K,MINOS)都給出了中微子味轉(zhuǎn)化的確實證據(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)。現(xiàn)在中微子質(zhì)量和混合的標準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)量三個不同方面的問題。論文第一個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，我們簡單介紹了粒子物理標準模型和產(chǎn)生中微子質(zhì)量的蹺蹺板(Seesaw)機制的基礎(chǔ)知識。
　　 我們討論的第二個問題是量子場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準處理方法，然后介紹在量子場論中的兩個中微子振蕩模型，其中一個模型被用來定義

3、相互作用相關(guān)的味態(tài)，而另一個模型是利用中微子混合來構(gòu)造味態(tài)。我們使用后者的模型來定義的味態(tài)來研究標準模型中相互作用項點的振幅。我們發(fā)現(xiàn)在數(shù)圖階會出現(xiàn)味改變的荷流相互作用。這意味著我們無法通過伴隨而生的帶電輕子來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。
　　 第三個問題我們討論了太陽中微子的物質(zhì)效應(yīng)和試驗的統(tǒng)計分析。在第4章中，我們介紹了中微子穿越太陽內(nèi)部的共振加強效應(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，我們詳細討論了存在三個活躍中微子和Ns個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)值計算相對比的方法來驗證結(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若干太陽中微子和反應(yīng)堆(KamLAND)中微子實驗的結(jié)果進行統(tǒng)計分析。在兩味混合近似下，我們給出兩個振蕩參數(shù)(△m2和tan2θ)的全局擬合結(jié)果，結(jié)果驗證了太陽中微子丟失問題的大角混合M