中微子是自然界最重要而又神秘的粒子之一,在核物理、粒子物理、天文學(xué)和宇宙學(xué)中都有重要意義。中微子振蕩現(xiàn)象表明中微子具有質(zhì)量且存在混合。近年來(lái),三個(gè)混合角以及兩個(gè)中微子質(zhì)量平方差的大小已被精確測(cè)量,中微子質(zhì)量順序和DiracCP相位預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)也可以確定。但中微子的微小質(zhì)量和混合模式的來(lái)源仍然未知,這將會(huì)揭示除Higgs機(jī)制之外新的質(zhì)量生成方式。另外,作為弱耦合粒子,中微子也可能為我們提供一個(gè)連接暗物質(zhì)等未知領(lǐng)域的通道。在樹(shù)圖層次實(shí)現(xiàn)五維Weinberg算符的seesaw機(jī)制為中微子的微小質(zhì)量提供了一個(gè)自然的解釋。但傳統(tǒng)seesaw的能標(biāo)過(guò)高,目前和計(jì)劃中的高能對(duì)撞機(jī)均難以達(dá)到。降低新物理能標(biāo)的一個(gè)常用方法是用更高維的算符產(chǎn)生中微子質(zhì)量。本文中我們考慮了這樣一類(lèi)推廣的seesaw模型,該模型包含了一個(gè)可在對(duì)撞機(jī)上產(chǎn)生多輕子信號(hào)的三荷電輕子,我們討論了該粒子在LHC上的產(chǎn)生。大氣中微子混合角θ23的測(cè)量值和DiracCP相位δ的最佳擬合值分別接近特殊值π/4和-π/2,這些顯著的關(guān)系意味著在中微子部分可能存在某種味道對(duì)稱(chēng)性。其中中微子μ-τ反射對(duì)稱(chēng)性由于能夠自然地給出θ23=π/4和δ=-π/2而引起了人們的廣泛關(guān)注。另一方面,最小seesaw可以確定中微子質(zhì)量譜。本文中我們?cè)谧钚eesaw下實(shí)現(xiàn)中微子μ-τ反射對(duì)稱(chēng)性�；趯�(shí)驗(yàn)上θ23有偏離π/4的跡象和一些理論上的原因,我們討論了該對(duì)稱(chēng)性的破缺。由于中微子μ-τ反射對(duì)稱(chēng)性并非給出θ23= π/4和δ =-π/2的唯一途徑,因此我們討論了能給出這一結(jié)果的中微子質(zhì)量矩陣的其他可能結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上,我們?cè)谀硞�(gè)中微子質(zhì)量矩陣元為零和最小seesaw框架下做了進(jìn)一步分析。
【學(xué)位單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：O572.321
【部分圖文】：

0）邐（１，０）逡逑圖２．１幺正三角形簡(jiǎn)圖。逡逑１．５邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣｜邋￣ｉ邋￣￣ｉ邋￣ｉ邋￣￣ｉ邋￣｜邋￣ｉ邋１邋￣ｉ邋￣￣ｒ＾－］邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣￣ｉ邋￣｜邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣邋ｊ邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣ｉ邋￣￣ｉ逡逑＿邋Ｉ邋ｅｘｃｌｕｄｅｄ邋ａｒｅａ邋ｈａｓ邋ＣＬ邋＞邋０．９５邋Ｊ．邐＼逡逑－邐：Ｙ邋＾邐」逡逑１－°邋ｒ邐：邐Ａｍｓ邋：逡逑＇ｒ逡逑ｉ邐！邐：逡逑－１．０邋－邐Ｙ邐—ｅＫ邋二逡逑－ｓｏｌ．ｗ／Ｗ２ｐ＜０邋－逡逑■邋ＩＣＨＥＰ１８邐：邐（ｅｘｄ＼ａｔ邋ＣＬ邋＞邋０．９５）－逡逑１邋５邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋Ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋１邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋Ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋Ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｆ＇邋ｉ邋￣邋ｉ邋ｉ邋ｉ逡逑＇－１．０邐－０．５邐０．０邐０．５邐１．０邐１．５邐２．０逡逑Ｐ逡逑圖２．２實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)／５－ｒｌ取值的限制ｌ？。逡逑１０逡逑

耦合系數(shù)為ｙ；？ｉ0－１３，如此小的耦合系數(shù)顯得很不自然，因此需要新的中微子質(zhì)逡逑量產(chǎn)生機(jī)制。逡逑標(biāo)準(zhǔn)模型的費(fèi)米子質(zhì)量譜如圖２．３所示，費(fèi)米子存在三代且不同代之間質(zhì)量相逡逑差很大。在這些問(wèn)題上標(biāo)準(zhǔn)模型缺乏一個(gè)自然的解釋。逡逑目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為大爆炸應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生等量的正反物質(zhì)。但天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)如今的逡逑宇宙幾乎都是由物質(zhì)組成，這稱(chēng)為正反物質(zhì)不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題。不對(duì)稱(chēng)程度可以由比值逡逑ｒ？三－邋％）／ｎ７定量描述，其中ｎｓ、％和Ｓ分別為重子、反重子和光子的數(shù)密逡逑度。ＷＭＡＰ實(shí)驗(yàn)組測(cè)得結(jié)果為？７邋＝邋（６．０８±０．０９）邋ｘ邋１０＿１Ｑ［２２］。該結(jié)果表明大爆炸產(chǎn)生逡逑的正反物質(zhì)湮滅后，大約十億分之一的物質(zhì)幸存下來(lái)，形成了現(xiàn)在的宇宙。對(duì)于如逡逑此小量的一個(gè)比較自然的解釋是：存在某種動(dòng)力學(xué)原因，使得宇宙從正反物質(zhì)對(duì)稱(chēng)逡逑的狀態(tài)演化到不對(duì)稱(chēng)的狀態(tài)，稱(chēng)為重子生成機(jī)制。１９６７年，Ｓａｋｈａｒｏｖ提出了重子生逡逑成的三個(gè)條件［２３］：邋（１）重子數(shù)不守恒；（２）邋Ｃ和ＣＰ不守恒；（３）偏離熱平衡。在標(biāo)準(zhǔn)逡逑１１逡逑

于反中微子。由于中微子的質(zhì)量和混合角的特殊性，對(duì)于某些中微子實(shí)驗(yàn)，式３．２５逡逑已經(jīng)是很好的近似。當(dāng)探測(cè)器到中微子源的距離Ｌ固定時(shí)，振蕩幾率可以表示為中逡逑微子能量五的函數(shù)，如圖３．３所示。圖中極值點(diǎn)為Ｅｍａｘ邋＝邋１．２７＾。當(dāng)Ｅ／Ｌ》Ａｍ２逡逑時(shí)（對(duì)應(yīng)圖３．３右邊），則尸（ｋ邋４邋ｉ／Ｊ邋２邋ｉｆ＾ｓｉｎ２２０（Ａｍ２）２，振蕩幾率很小，并且混合逡逑角０和質(zhì)量平方差Ａｍ２始終相乘在一起，無(wú)法單獨(dú)測(cè)量。當(dāng)Ａｍ２時(shí)（對(duì)應(yīng)圖逡逑３．３左邊），屬于快速振蕩區(qū)域，實(shí)驗(yàn)上只能測(cè)得平均效果邋＜尸（４－＞％）＞２｜紀(jì)１�。玻玻�，逡逑結(jié)果與Ａｍ２無(wú)關(guān)。所以要最佳地測(cè)得０和Ａｍ２應(yīng)當(dāng)選擇Ｅ／Ｌ邋ｔ邋Ａｍ２。逡逑３．３．２物質(zhì)中的中微子振蕩逡逑當(dāng)中微子在物質(zhì)中傳播時(shí)，振蕩會(huì)受到相互作用的修正，其中中性流作用對(duì)逡逑１９逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王為;;大氣中微子及中微子振蕩的發(fā)現(xiàn)[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2015年06期

本文編號(hào)：2828412