对称性与中微子混合模型

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ciyoyo23
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中微子是Pauli为了解释β衰变连续谱而引入的,最初被认为是一种没有质量的中性费米子。然而Pontecorvo和Gribov提出,如果中微子是有质量的,并且不同质量的中微子之间存在混合,那么中微子的传播就会带来味振荡。一系列中微子实验,如Homestake、Kamiokande等,证实了中微子存在味振荡现象,并且测定了中微子混合参数θ12与θ23以及质量参数△m2Aσm与△m2sol。非零的混合角θ13也逐步得到了实验的确认。中微子味振荡现象的发现表明中微子具有微小的质量,这在标准模型的框架内是无法解释的。作为一种唯象学假设,seesaw机制引入了大质量的右手中微子来压低中微子的质量标度。但是目前还没有发现大质量右手中微子的显著证据。即使我们接受seesaw机制对中微子微小质量标度的解释,由于中微子具有质量以及不同代中微子之间存在混合,我们需要对标准模型中涉及中微子的概念和定律进行新的检查。味态、能量-动量守恒、含时微扰等概念、定律和方法在中微子混合、中微子振荡的背景下变得不再简单、平庸。首先,由于中微子味荷的时间依赖性,普适的中微子味态是难以定义的,我们只能在有限的、近似的条件下使用味态这一概念。为了避免理论争议,在讨论中微子振荡问题时人们甚至可以避开味态,将中微子视为中间传播子。其次,为了协调弱作用中代轻子数守恒与中微子传播中代轻子数破坏,通行的含时微扰论在应用到涉及中微子反应的概率计算时会受到限制。在涉及中微子反应的概率幅计算中,含时微扰的时间标度必须远小于1S,否则会带来弱作用过程中显著的味破坏,从而违反微观因果律。再次,由于中微子能量、动量存在不确定度,通常的能量-动量守恒约束并不带来中微子与伴随粒子的运动学纠缠,运动学纠缠只是特定实验条件和观测的结果;另一方面,对称性分析表明,味振荡对中微子能量、动量的不确定度下限也提出了要求,不仅是中微子动量的不确定度,中微子能量的不确定度也存在下限,提高中微子动量或能量的测量精度会破坏中微子的味振荡。标准模型中的规范对称群无法解释中微子振荡模式与中微子混合模式,分立的非阿贝尔味对称群因此被引入了中微子模型,这些分立对称群如A4、S4、T’等可以解释典型的中微子混合模式,如三双最大中微子混合。随着实验上对非零混合角013的确证,特别是大亚湾中微子实验的显著结果,这些分立味对称群模型需要进行修正和微扰处理。然而,即使这些模型有着较好的理论解释能力,并且可以对实验上不确定的中微子混合参数与质量参数给出限制,但是模型中的标量场真空期望值需要人为的微调,因而其自然性受到了质疑。更为经济的模型构造方案是,避开希格斯机制与额外的标量场,直接定义满足特定分立对称性的中微子质量矩阵,通过质量矩阵的对角化导出期望的中微子混合矩阵。这样的策略虽然避开了标量场真空期望值的人为微调,但是得出同一混合模式的分立对称群并不是唯一的,我们无法确认哪一种对称群才是真正的味对称群。因此,对中微子常规混合模式的理论解释还有待于更为深入的研究。除了常规的中微子混合模式,一系列中微子振荡实验发现了反常的振荡信号。有些实验信号,如MINOS实验,表明中微子的振荡可能不同于反中微子的振荡。另一些实验信号,如LSND、MiniBooNE实验,表明除了太阳中微子与大气中微子振荡质量标度,还可能存在更大的中微子振荡质量标度:Δmew~1eV2。作为一种可能的理论解释,通过引进Lorentz对称破缺和CPT破坏,中微子与反中微子的振荡差异可以得到初步解释;而且由于Lorentz对称破缺模型中混合矩阵元的能量依赖性,可以对部分的反常振荡提供试探性的解释。然而,由于Lorentz对称破缺的引入,不仅使得混合矩阵元是能量依赖的,同时中微子能量-动量色散关系也需要作出修正,即可能出现超光速中微子。除了MINOS合作组与OPERA合作组的报道以外,目前各种中微子实验结果表明并不存在显著的中微子超光速事例。特别是,最近OPERA小组自身也声明了其实验中的缺陷。因此,理论上可行的Lorentz对称破缺模型对中微子能量-动量色散关系的修正必须是不显著的。在无超光速中微子的框架下,检验Lorentz对称破缺模型的方法主要集中在中微子混合矩阵元的能量依赖关系上。目前实验对Lorentz对称破缺中微子混合模型的约束是非常严格的,但是鉴于这些约束的模型依赖性,构造满足实验约束的Lorentz对称破缺混合模型仍然是可能的。总的说来,从对称性角度讨论中微子振荡问题是十分重要的研究方法,对于中微子混合模型的构造有着很好的启发作用。相信在以后的中微子唯象学研究中,对称性分析仍将是一种有效的方法。
其他文献
对人工草地进行氮、磷、钾施肥试验表明:人工草地建植当年和翌年适宜的施肥组合分别为P50N100K150和P20N40。氮、磷组合的肥效显著高于单施氮肥和磷肥的肥效。建植当年人工草
化学分类技术是目前世界上发展较快的一种应用生物科学技术。本文综述了国内外在牧草品种鉴定研究中应用化学分类技术的内容、方法和成果,认为该项技术具有方便、快速、准确
In this paper,the process of dynamic variation of the wave velocity ratio that occurred at a single station,such as Lancang,Tengchong,and Eryuan stations,8 year
装备PHM技术的蓬勃发展带来两个亟需解决的问题,即装备PHM系统故障预测能力度量指标是什么?以及度量指标如何验证?研究装备PHM系统故障预测能力验证技术的目的在于为装备采购
结构服役期内产生的损伤会危及人们的生命财产安全,因此对结构进行健康监测与损伤识别分析具有重要意义。在研究结构健康监测的过程中,人们发现导波比较适用于板状结构的损伤
目的 :探讨用中西医结合疗法治疗冠心病合并心力衰竭的临床效果。方法 :对近期我院内科收治的120例冠心病合并心力衰竭患者的临床资料进行回顾性研究。将这些患者随机分为联合
电力是国民经济发展的基础性行业,发展以风电为代表的可再生能源电力行业成为推动我国电力领域结构变革、促进生态文明建设、保障我国经济健康发展的必然要求。由于我国风电
目的:探讨对行手术治疗的胆结石患者实施人性化护理的临床效果。方法:从2013年1月至2016年7月期间在甘肃省天水市甘谷县人民医院接受手术治疗的胆结石患者中随机选取86例作为研
在我国经济持续快速发展的环境下,国民的生活质量稳步提升,国家的公共服务基础设施也在大力的发展中。为鼓励社会组织共同参与建设项目,解决政府资金缺乏所导致的基础设施建
氧化锆陶瓷是一种新型陶瓷材料,具有优良的机械性能、导电性能、化学稳定性和生物相容性,现已成功应用于口腔义齿修复及电子装饰材料领域。但随着科技社会的进步和5G通信技术