中微子六十年

 三、存在几种类型的中微子?前面我们介绍的中微子都是在电子的放射（β^±衰变）和吸收（K-俘获）过程中产生的,这类中微子称为电子中微子,用ν_?（电子中微子）和（?）（电子反中微子）表示.除电子中微子外,后来还发现了μ子中微子和τ子中微子.50年代,人们逐步认识到,安德逊在1936年发现的粒子-μ子与电子有许多共同点:1)电子和其反粒子正电子的电荷分别为-1和+1,没有中性电子;μ^-子和其反粒子μ⁺的电荷也分别为-1和+1,没有中性的μ子;2)电子和正电子具有自旋1/2,μ^-和μ⁺的自旋也是1/2;3)正、负电子.     

高能e+e-物理成就与展望（二）

 六、发现τ轻子餐夸克发现以后,在物质的两类基本组成单元--夸克和轻子之间形成了一个对称的图象:两对轻子,即电子和电子型中微子(v_?)、μ子和μ子型中微子（v_μ）,对应于两对夸克,即上（μ）和下（d）、粲（c）和奇异（s）.它们可以分为两“代”:第一代是u,d,e,v_a,第二代是c,s,μ,v_μ.两代成员依次一一对应,对应的成员具有相同性质,区别主要表现在质量上面,第二代的比第一代的大.     

探测到τ子型中微子存在的直接证据

 众所周知,按照粒子物理学标准模型和理论,物质应该由１２种基本粒子所构成,它们包括６种夸克和６种轻子。夸克包括下、上、奇异、粲、底、顶６种。轻子包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子。至１９９５年,科学家通过多种实验手段已先后陆续探测到了除τ子中微子以外的１１种基本粒子,２０００年又发现了τ子中微子存在的直接证据。１９７８年,美国斯坦福大学物理学家马丁·佩尔从实验上发现了τ轻子,表明了τ子中微子的存在,从而荣获１９９５年诺贝尔物理学奖。但由于τ子中微子不带电,又几乎不与周围物质相互作用,所以科学家很难直接探测到它。     

中微子质量之探索

 中微子是自旋为1/2的轻子,有电子中微子、μ子中微子、τ子中微子三种不同形态。由于中微子不带电,仅参与弱相互作用,不参与强相互作用和电磁相互作用,反应截面极小,所以很难在实验中观测到,对其质量的研究更是困难重重。探索中微子质量的意义中微子质量的研究对最微观的粒子物理规律和最宏观的天体物理、宇宙起源及演化都有重大意义,是探索粒子物理标准模型之外新物理的突破口与关键所在。在传统的粒子物理标准模型中,二分量中微子理论和轻子数守恒定律要求中微子静止质量为零。因为若中微子质量不为零,则根据爱因斯坦相对论,其速度必定低于光速,这样就会出现速度超过中微子的观察者。     

中微子六十年

 中微子质量的测量方法有直接和间接两种.通常的探测器是探测不到的中微子,但可由能动量守恒以及事例终态的重建得出事例的丢失质量,由此得出中微子质量,这种方法称为直接法.从β衰变的电子能谱确定电子中微子质量用的就是此法.μ子族中微子和τ子族中微子质量也是用这种方法得出的.此外,还有采用中微子振荡和双β衰变法,这些是间接法.1)β衰变的能谱测量:β衰变中发射的电子能谱具有形状（如果电子中微子具有质量m_v）.     

太阳中微子失踪案和中微子振荡

 (续前)五、“中微子振荡”是物理学家的法宝按照粒子物理的标准模型,中微子质量为零,它们以光速运动。存在着3种不同类型(即3种“味”)的中微子:电子型中微子(记为νｅ),μ-中微子(记为νμ)和τ-中微子(记为ντ),它们之间彼此不相关,分别只同电子、μ轻子和τ轻子密切相关。不过,早在戴维斯等人公布首批氯探测器的探测结果的1968年,庞托科沃就提出了这3种“味”的中微子很有可能互相来回地转化,称为“中微子振荡”。在太阳内部的热核燃烧过程中产生的中微子都是νｅ。但它们在从太阳到地球的漫长行进过程中,νｅ不断地转化为νμ和ντ。     

科学家正在揭开太阳中的微子之谜

 揭开太阳中微子之谜已成为即将过去的2001年物理界最引人注目的事件之一,著名俄罗斯物理学家、科学院院士维塔利·金兹堡在接受俄通社-塔斯社记者采访时指出,“问题在于,在所有实验中记录的来自太阳的中微子流都低于理论预期值,这种偏差已成为激烈科学争论的原因,这一问题会影响到我们关于太阳内部结构以及太阳内部发生核反应的概念是否正确。现在我们只知道3种中微子---电子中微子、μ子中微子和τ子中微子,物理学家在一定程度上相信,实验也将继续证明,这几种中微子在从太阳内部飞向地球的过程中一定会互相转化。     

中微子物理若干前沿问题

 在过去的几年间,大量的实验结果已经表明中微子有非零质量以及轻子味混合。这一进展为我们打开了一个全新的值得探索的基本粒子世界。关于中微子我们已经知道了多少,我们想要发现什么?本文将从理论与唯象的观点进行阐述。目前中微子物理的前沿问题主要包括:中微子真的发生味转化吗?有几代中微子?存在惰性中微子吗?中微子的质量是多少?中微子是马约拉纳粒子还是狄拉克粒子?轻子味混合矩阵的混合角有多大?轻子味混合矩阵包含CP破坏位相吗?如果包含,那么在中微子振荡和无中微子双β衰变中,这些位相会导致可探测的CP破坏效应吗?     

现代物理信息

 1.电子与μ子统用性的确证.新的分支比测量得到R_?=Γ（Π→ev+Π→evγ）/Γ（π→μv+Π→μvγ）=（1.2265±0.0034±0.0044）×10^-4.结果与标准模型一致.并在0.2％的精度内确证e-μ统用性的假设是成立的,（D.I.Britton et al.,No.20）2.低温下光子质量的上限.基于安培定律的零检验,给出了一个确定低温下光子质量m_r的新方法.测量的结果是,在1.24K时,m_r≤（8.4±0.8）×10^-46g.     

β衰变对揭示弱作用本质的贡献(续)

 三、守恒矢量流理论与¹²B和¹²Bβ能谱形状的测量 新的疑难:g_V^β≈g_μ 实验上发现:β衰变中的矢量耦合常数g^Vβ不仅在所有超允许0⁺→0⁺跃迁中有惊人的相同,而且与μ衰变中费米型相互作用耦合常数g_μ也几乎一样,误差不超过1～2％,这种极好的一致,本来正是普适费米相互作用所要求的。但是,再进一步考虑,却出现了新的疑难,因为核子不同于μ子,它可以发射或吸收虚π介子,例如P←→P+π⁰←→n+π⁺←→P+π⁺+π^-←→……,因此在它的周围好象包着一层介子云。这层介子云对核子的β衰变必然要产生影响,那么为什么包着介子云的核子会与裸μ子有相同的弱作用呢?这显然是一个令人困惑的问题。     

今日中国物理

 1 北京谱仪开始D_s物理研究据《北京对撞机通讯》报道,目前有关D_s物理测量工作刚刚起步,D_s纯轻子衰变尚未观察到,D_s半轻子衰变与作为参照基准的D_s→（?）π⁺分支比有待精确测定,许多有争议的和未知的D_s轻子道衰变需要进一步研究.北京谱仪D_s的物理目标是:用同理论模型无关的直接测量法,测定D_s⁺→（?）π⁺衰变的绝对分支比;从D_s→ex半轻子衰变的测量,寻找非旁观者胶子过程的贡献:研究D_s→μv,τv纯轻子衰变,测定D_s衰变常数fD_s;有兴趣的D_s强子道衰变的研究.     

物理上一个新的发现——宇宙由三代基本组份构成

 最近美国斯坦福直线加速器中心的SLC和西欧联合核子中心LEP相继宣布他们的实验结果,都表明宇宙中有三种中微子,即电子型中微子、μ型中微子和τ型中微子.这一结果已在粒子物理学界引起震动.以至于有人认为这一发现可望获得诺贝尔奖金.这一发现的意义是什么呢?让我们从基本粒子的家族说起.半个世纪以来,人们对构成宇宙的基本物质成份的认识有很大的变化,从质子、中子、电子为主体的基本粒子简单家族,陆续发展为有数百种粒子庞大的基本粒子家族.六十年代初的实验事实揭示了众多的基本粒子并不基本,并有其内部结构.所以人们已不再使用基本粒子这一名词,而统称为粒子.故通常将高能物理学又称为粒子物理学.     

β型烧绿石结构氧化物超导体$lt;i$gt;A$lt;/i$gt;Os$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;O$lt;sub$gt;6$lt;/sub$gt;($lt;i$gt;A$lt;/i$gt;=K,Rb,Cs)电子能带结构的第一性原理计算

用全势线性缀加平面波方法计算β型烧绿石结构氧化物超导体AOs₂O₆ （A=K,Rb,Cs）的电子能带结构及态密度.计算发现电子自旋轨道耦合和在位库仑势U的作用增大了费米面处态密度值.通过计算还得到这三种化合物电子关联常数λ_c分别为1.55,1.12和0.73.由实验测量与能带计算得到的电子比热容系数的比值得到电子质量提高参数.通过分析这三种化合物电子质量提高参数,推算出它们的电声子耦合常数λ_ep分别为1.56,0.78和1.08.由此提出KOs₂O₆为强电子关联和强电声子耦合系统,而RbOs₂O₆和CsOs₂O₆的电子关联性与电声子耦合为中等. 关键词： β型烧绿石超导体 能带结构 电子关联 电声子耦合     

难以捉摸的惰性中微子

<正>中微子总是带来惊奇。Wolfgang Pauli于1930年推测了中微子的存在。后来,物理学家们了解到中微子振荡,即已知的3种"味"(电子、μ子和τ子)的中微子在空间飞行时,周期性地相互转换。最近又发现,决定着中微子振荡的参数与理论预期截然不同。近来,费米实验室的MiniBooNE实验数据表明,μ中微子转换成电子中微子所飞过的距离,比通常发生中微子振荡的距离短得多。20世纪90年代末,Los Alamos的液体闪     

中微子在介质中的共振振荡

 根据强、弱和电磁相互作用的大统一模型,如果中微子的质量不为零,就可能混合——在弱相互作用中产生的中微子的态v_e、v_μ、v_r是质量分别为m₁、m₂、m₃的中微子v₁、v₂、v₃的正交组合,混合的结果是中微子的振荡——一种中微子周期性地转变为另一种中微子的过程.Mikheyev和Smirnov指出,中微子在介质中振荡时,其混合角由于受物质的影响而“共振放大”,出现更强的振荡现象,称为“共振振荡”,为消除太阳中微子实验和中微子振荡实验的矛盾提供了新的理论.     

L3实验两年来的主要物理结果

 L₃是在欧洲核子中心的LEP（Large ElectronPositron）对撞机上进行高能物理实验的一个国际合作组,由14个国家、43个研究单位共581位物理学家参加.我国有中科院高能物理研究所,上海硅酸盐研究所,合肥中国科技大学和台湾高能物理组参加.LEP是目前世界上最大的正负电子对撞机,共有四个对撞点,分别由ALEPH,DELPH₁,L₃和OPAL合作组进行实验.各组的探测器都有一些各自的特点.L₃探测器的最大特点是精确测量μ子动量和电子及光子的能量.在z⁰能区,测量μ子对的不变质.     

顶夸克为什么这么重?

 在费米实验室Tevatron质子-反质子对撞机上的CDF实验得到了第六味夸克(顶夸克)存在的证据(今年三月份,D0和CDF实验组同时宣布他们观测到了顶夸克--译者注),它使大家的注意力集中到了标准模型中的粒子的不寻常质量模式上。标准模型包含有三对夸克、三种带电轻子(电子、μ子和τ轻子)和其对应的三种中微子。夸克之间通过胶子“场”进行相互作用,同时也进行弱电相互作用。     

质子的衰变——兼谈一道中学物理竞赛题

 生命是短暂的,所有动物和植物都会衰亡.大多数粒子的“寿命”则更为短暂,即使“长寿”的自由中子,其寿命不过十几分钟.中子衰变后产生三个较轻的粒子:质子、电子和反中微子（n°→p⁺+e^- +（?）_e）;其他许多粒子的“寿命”只是一瞬间(10^-22～10^-10秒).那些似乎永恒的东西--山川、日月、银河等其实也总有消亡的那一天.     

具有整体代对称性的左右对称模型中的中微子质量

本文基于具有整体U(1)代对称性的SU(2)_L×SU(2)_R×U(1)模型推导了轻子的味混合矩阵,对中微子的质量问题进行了研究.在本文的模型中,产生轻子Dirac质量的汤川耦合拉格朗日密度具有整体U(1)代对称性,所以,模型中的带电轻子质量矩阵和中微子Dirac质量矩阵是Fritzsch形式的.但是,中微子除了具有Dirac质量,一般还具有Majorana质量,在这种一般情况下, 关键词： 中微子质量 轻子味混合矩阵 左右对称模型 代对称性     

浅谈电子统计的“可变性”

 长期以来,人们一直认为,诸如电子等同一类粒子组成的所谓全同粒子系统中,粒子间的相互作用的实现与量子统计规则有密切关系。由此,可把全同粒子分为两类:一类是费米子,具有强烈的排斥作用;另一类是玻色子,可以凝聚到能量最低态。实验发现,粒子的统计性与其自旋的大小之间具有深刻的联系。三维空间中,粒子自旋的大小只可能是整数（包括零）或半整数。当粒子的自旋是半整数时,它是费米子,服从费米统计;当粒子的自旋是整数或零时,它是玻色子,服从玻色统计,服从玻色或费米统计的粒子波函数在粒子的交换下是对称（+）或反对称（-）的,即 φ（x₁,x₂）=±φ（x₂,x₁） 电子的自旋为1/2,是半整数的,因此电子是费米子,服从费米统计,对于交换两个电子,波函数是反对称的.