论中微子超光速与洛伦兹对称性破坏以及质量产生

 2011 年9 月位于意大利GranSasso 地下实验室的OPERA 中微子实验国际合作组发表了一篇预印本(T. Adam et al. (OPERA Collaboration),“Measurement of the Neutrino Velocity with theOPERA Detector in the CNGS beam”,arXiv:1109.4897v2),声称测到了来自730 千米外的欧洲核子中心 CERN 通过高能质子打靶产生μ中微子束流的超光速现象,这一消息很快在 Nature和Science 等新闻媒体上报道,激起了公众的极大好奇。     

反应堆实验揭示中微子振荡的第三个混合角

大亚湾反应堆中微子实验近El公布了一个大家久久等候的实验结果．测量到反应堆产生的电子反中微子在传播不同距离后的微小丢失后,大亚湾国际合作组宣布,有足够的证据表明,描述中微子振荡的第三个混合角θ13。不为零．不仅如此,θ13。的值出人意料地大,因此实验家们现在就可以开始研究中微子在形成宇宙物质一反物质不对称现象中扮演的角色①．     

利用超新星爆发测量电子中微子静止质量

综述了中微子静止质量ｍυｅ的测量方法与结果,侧重介绍了超新星ＳＮ８７Ａ中微子测量的结果,即得到具有能量为８ＭｅＶ和３６ＭｅＶ的中微子飞行时间差,对于Ｋａｍｉｏｋａｎｄｅ,ＩＭＢ,Ｂａｋｓｏｎ分别为１．９ｓ,６ｓ和９ｓ,由此给出电子中微子静止质量上限为１４ｅＶ「９５％置信水平（Ｃ．Ｌ．）」,并且描述了计划建造的新型太阳中微子能谱仪,该谱仪在观测太阳中微子能谱的同时,将兼测超新星中微子,提供了在ｍυｅ〈１ｅＶ范围内测量中微子静止质量的可能性。     

Borexino实验探测到地球中微子

在意大利Gran Sasso国家实验室工作的物理学家,探测到地壳和地幔中的放射性衰变产生的电子反中微子.这一结果为新的直接测量地球深部发生的过程铺平了道路.     

探索中微子之谜:回顾与展望

中微子的静质量是２０世纪末物理学中一个有待解决的重要问题,它在粒子物理学、宇宙学和天体物理学中占有重要的地位。文章首先评述了太阳中微子实验、大气中微子实验、超新星中微子实验和加速器中微子实验的历史、现状和发展。多年来的实验显示,中微子具有不为零的静质量,可以通过 不同的味之间转换。至少有两个理论描述了中微子振荡,即真空振荡机制和ＭＳＷ机制,文章讨论了这两个理论及其实验判据。最后,介绍了测量中微子静     

揭开中微子和反中微子的马约拉纳神秘面纱——无中微子双贝塔衰变低温晶体量热器实验

中微子可能的马约拉纳粒子属性超出了目前标准模型的范畴,是粒子物理与核物理研究领域最重要的科学问题之一。无中微子双贝塔衰变(0vββ)实验是能够确定中微子马约拉纳属性的唯一途径。0vββ的发现可以揭示中微子绝对质量、轻子数破缺、物质—反物质不对称等一系列自然奥秘,是当今粒子物理与核物理研究的前沿课题。在探索无中微子双贝塔衰变的可选择实验方案中,低温晶体量热器具有高能量分辨率、高运行稳定性和低辐射本底的技术优势,成为新一代0vββ实验最具竞争力的探测器技术之一。文章首先介绍无中微子双贝塔衰变的研究历史,之后介绍低温晶体量热器及其最先进的代表——CUORE实验,最后展望关于我国锦屏地下实验室开展低温晶体量热器0vββ实验研究的前景。     

突破地层的中微子通讯

在粒子世界里,有一种特别的“中微子”.它能够穿透地球,速度甚至超越光柬．科学家利用它作为一种新一代通讯媒介中微子通讯是采用中微子束来代替电磁波传递信息的一种通讯方式,它可以突破水下和地下这两大电磁波通讯的禁区,实现全球无线通讯,从而提高通讯效率．中微子通讯传递信息快而准,而且具有不受外界干扰、对人体无害的优』与．中微子通讯过程与微波通     

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。     

反氢原子与原子的反物质

反氢原子与原子的反物质最近，欧洲粒子物理实验室（ＣＥＲＮ）在国际著名期刊《Ｎａｔｕｒｅ》上宣告［１］：该实验室的物理学家已经获得了反氢原子，即首次探测到了反原子．反氢原子的产生说明试验基本物理原理的新型实验设计已经进入一个新的台阶．ＣＥＲＮ物理学家们...     

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?     

发现τ中微子是对自然规律更深的认识

 据《科技日报》８月１日华凌报道,经历２０多年的搜寻,由美、日、韩、希腊等国５４名科学家组成的国际合作组于７月２０日宣布．利用美国费米实验室的加速器,首次发现了能够证明自然界中最捉摸不定、小得令人难以置信的最后一种微小粒子──。中微子存在的直接证据,这项突破性的成果宣布后在物理学界引起了极大的反响,中微子的发现在人类科学发展史上究竟有何重大意义呢？笔者带着有关问题走访了中国科学院高能物理所所长陈和生,他做了如下评介：自１８９７年,科学家通过实验首先发现了电子,约百年后１９９５年检测到了第１１个基本粒子,到本世纪末发现的最后一个粒子τ中做子,这对于验证粒子物理学标准模型又走出了关键性的一步．     

大亚湾中微子实验发现新的中微子振荡

 北京时间2012年3月8日,大亚湾中微子实验国际合作组发言人王贻芳在北京通过网络直播宣布,大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡,并测量到其振荡几率.介绍该结果的论文已于3月7日送交美国物理评论快报(Physical Review Letters)发表,其预印本也已在网上发表.     

天体物理学家探测高能中微子的构想

来自太阳的低能量中微子已经被地球上的几个检测器检测到了，但是来自宇宙的高能量中微子依然是仙踪难觅，这就需要有巨大的检测器来发现它们．中微子同物质发生的相互作用非常微弱，这既有有利的方面，也有不利之处．有利的是它们可以穿越非常遥远的宇宙和各种物质而不丢失它们所携带的信息；     

质量为17keV的中微子的新证据

1985年,加拿大Guelph大学J.Simpson发现,用注有氚的Si(Li)半导体探测器测量氚 β 衰变能谱,在能谱的低能区有一个扭曲.这可以解释为,每100次β衰变过程中约有一次产生质量为17keV的重中微子.可是,随后有五个以上的实验室用其他核素或其他方法都未能找到这种重中微子.因此,大多数理论家都不相信有这种中微子. 1988年,Simpson和他的学生A.Hime用改进的探测器测了氖与35S的β谱,证实是有1%的中微子是17keV的重中微子. 最近几个月出现了激动人心的新情况.有五个新实验结果发表,其中四个支持Simpson的发现,只有一个实验没有找到重中微子. 这…     

星系普查确定中微子总质量新的上限

剑桥大学Ｏ .Ｅｌｇａｒｏｙ等 30名英、澳、美学者应用 2度场星系红移普查 (2ｄＦＧＲＳ)数据将中微子总质量上限确定到不及 10亿分之一的氢原子质量 .这是当前最严格的中微子质量上限 .中微子有无质量一直是个不解之谜 .最近几年里 ,大气中微子实验和太阳中微子实验在这个方向上取得了引人注目的进展 .今年 3月 ,Ｓｕｄｂｕｒｙ中微子天文台 (ＳＮＯ)的观测更进一步提供了有力的证据 ,表明中微子有质量已是不争的事实 .但是 ,实验至今仍旧无法测出它们的绝对质量 .2ｄＦＧＲＳ是当前规模最大的星系普查 ,业已观测了 2 2万个以上的星系红移…     

太阳中微子失踪案和中微子振荡

 《科技日报》公布的2000年国际十大科技新闻的第5条“中微子质量已成定论”报道说:“2000年6月17日,在加拿大卡尔加里召开的国际中微子科学会议上,日本和美国的科学家小组发表论文,阐述了太阳中微子有质量的理论和实验报告,受到会议的肯定,结束了中微子有无质量的长期争论。7月17日,美、日、韩3国科学家发表最新实验结果,确认中微子有质量的概率达95%”。中微子有质量意味着什么?为了使读者了解它,本文首先介绍著名的“太阳中微子失踪案”,然后进一步介绍与中微子质量问题密切相关的“中微子振荡”问题。     

大气中微子的反常与超神冈的新成果

 大气中微子的反常与太阳中微子的丢失一样,由于涉及到中微子是否具有非零静止质量和新的物理规律,因而引起人们极大的兴趣本文将就人们所关注的如下问题进行讨论:什么是大气中微子的反常,它有何意义?人们已做了哪些实验、有何结果?超神冈(Super-Kamiokande,下称SK)有何特点、有什么新成果?最后简评了SK发表新成果的背景以及此成果即将产生的影响.     

卡姆兰德实验发现反应堆中微子消失

 由日、美、中科学家组成的卡姆兰德(KamLAND)实验组在2002年12月6日宣布发现了核反应堆中产生的电子反中微子消失的现象。这意味着反应堆中产生的电子反中微子发生振荡,变成了另一种没有被探测到的中微子。这项重要的实验结果确证了太阳中微子振荡,并确定了中微子振荡的关键参数,是近年来与中微子有关的一系列重大发现之一,对粒子物理、天体物理和宇宙学具有重大意义。1.中微子及其质量中微子是一种非常小的基本粒子,几乎不与任何物质发生作用,很难发现和探测。1930年泡利为了解释原子核β衰变时能量似乎不守恒的问题时,提出是一种不可探测的中性粒子带走了能量。     

1988年诺贝尔物理奖的获得者和他们的获奖工作

L.M.Lederman,M.Schwartz和J.Steinberger三位科学家,由于1961年和1962年曾在布鲁克海文国家实验室利用质子加速器进行了出色的实验而荣获1988年诺贝尔物理奖。他们的实验证明了第二类中微子的存在,并首先在实验室内产生和利用了中微子束。Lederman现在是芝加哥附近费米国家加速器实验室的主任。Schwartz现任加利福尼亚州DigitalPathways公司的主席。Steinberger现为瑞士日内瓦CERN实验室的实验物理学家。但在进行获奖实验时他们都在哥伦比亚大学工作。     

大亚湾反应堆中微子实验

中微子振荡是目前唯一超出粒子物理标准模型的新现象，它证明了中微子质量不为零，对粒子物理、天体物理与宇宙学均有非常重要的意义．在描述中微子振荡的6个参数中，目前仍有两个未知：交叉混合角θ13与CP相角δ．作者建议在大亚湾反应堆附近建设一个中微子实验站，测量混合角sin^2θ13，在90％的置信度下达到0．01的精度，较过去的实验提高近一个数量级．这将对中微子物理的未来发展提供方向性指导，特别是对理解宇宙中“反物质消失之谜”具有重要意义．