太阳中微子问题研究进展

系统评述了国际上对太阳中微子研究的进展 ,说明了核物理实验对研究太阳中微子问题作出的贡献 ,对未来的中微子实验作了展望.The comparison between experimental results and theoretical predictions has yielded the solar neutrino problem. Over the years, the large communities of astrophysics and of nuclear physics took enormous efforts in solving this problem. The current progress on the study of solar neutrino problem is reviewed. Nuclear physics can make a significant contribution to this problem. The importance of the nuclear physics experiment is introduced. To minimize the uncertainties of neutrino detection has led to new...     

破解太阳中微子失踪之谜

 2001至2003这3年时间里,太阳中微子的研究进入了一个黄金时期。在这个时期中,一个困扰了物理学家40年的难题被漂亮地解决了。这个难题的解决对于物理学和天文学来说都非常重要。本文将简要回顾3年来关于太阳中微子研究的惊人进展。太阳中微子的产生20世纪上半叶,物理学家们普遍相信太阳发光图1太阳内部的典型核聚变反应是由于其内部不断发生从氢到氦的核聚变反应。根据这一理论,在太阳内部每4个氢核(即质子)转化成1个氦核(4He)、2个正电子(e+)和2个神秘的中微子(νe),见图1所示。     

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。     

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。     

Davis对中微子的探测及其影响

Ｄａｖｉｓ对中微子的探测及其影响１９９６年１１月２５日收到初稿，１９９７年３月３日修回王较过季淑莉（陕西师范大学物理系，西安７１００６２）１９３０年，泡利提出了中微子假说．之后，费米用中微子假说以巧妙的方式构筑了弱相互作用的理论．由于中微子与其他...     

中微子物理

近十几年来积累的数据表明,有相当数量的太阳中微子流在从太阳到地球探测器的漫长旅程中丢失了。最新的大气中微子实验结果指出,宇宙射线引起的大气中νμ与νｅ的比例不是原有理论预言的２：１,而是接近１：１,而且发现从上而下的νμ数目比从下而上的多,νｅ的数量却基本不变,这两种现象可能是源于中微子振荡或其他的机制,然而这些机制并没有包含在２０世纪的最成功的理论－最小标准模型中。换言之,要合理解释反观测到的中     

新物理的探索——非加速器粒子物理实验的进展

 近十年来,非加速器粒子物理实验的进展引人注目.实验设备规模宏大,建造费用猛增,实验运行周期变长.去年八月二日至八日在新加坡举行的第二十五届国际高能物理会议上,非加速器粒子物理实验及其有关理论的报告占相当大的比重,引起与会者的广泛兴趣.加速器产生的粒子束能量与亮度是可控的,粒子束种类、飞行方向和到达时间可由实验人员调节与控制.几十年来,这种粒子源实验手段在高能物理的飞速发展中起了巨大作用.但是,无论是粒子的能量还是粒子的种类,自然界存在的粒子源远比人工粒子源丰富多样.人们往往是在自然界找到了新粒子源,然后在加速器中产生它,并进行精密的测量.这样的例子是层出不穷的.例如,α、β与γ射线就是在天然放射源中找到的.正电子、μ介子和奇异粒子也是在宇宙线中首次发现的.     

新型太阳中微子闪烁探测器的研制

概述了一种新型太阳中微子闪烁探测器的研制,其中载钆(Gd)液体闪烁体的Gd浓度达到5%、光的衰减长度≥150cm、对60keV的Gamma-ray之能量分辨率为21%(σ);直径1cm、厚3cm的GSO:Ce晶体,其发光产额约为NaI(Tl)晶体的20%、光的衰减时间为60ns、对662keVGamma-ray之能量分辨率为9.2%(σ).文章讨论了由这两种闪烁体构成的复合探测器的特点及作为太阳中微子探测器其本底的降低措施.对直径10cm、厚50cm的这种复合探测器的模拟计算表明其光的收集效率可达20%.     

中微子振荡和太阳中微子

现在,普遍相信至少有三种(或三“味”)中微子,分别表示为ν_e,ν_μ和ν_τ。也有三种相应的反中微子ν_e,ν_μ和ν_τ。它们之间的区别在于其相互作用不同。ν_e是原子核在β衰变时同正电子一道发射出的粒子,也是预期会由太阳发射出的一种中微子。ν_μ是μ子和π介子衰变时发射出的。ν_τ还从未被直接探测到,但通常认为τ轻子衰变时会发射出ν_τ粒子。 费米在他第一篇关于β衰变理论的论文中提出了中微子质量问题,并指出高能端电子谱对中微子质量是敏感的。近年来,关于中微子质量的实验集中于研究氚的β衰变 3H→3He + e~-+ v_e释放出…     

中微子振荡实验物理与国家地下实验室建设

 在过去的一个世纪里,基础科学各方面都取得了非凡的进展,在物理科学中,研究的范围从小至10-17厘米物质构成的基本单元,大至宇宙的尺寸,宇宙的过去直至宇宙将来的理论,包括了我们所能感知的一切,甚至超越了我们的感知。在这最大和最小之间发展的解决不同尺度的方方面面问题的基础科学和技术,包括了原子理论、固体理论、现代的化学分子理论等,有的理论发展为技术,有些新的物理和技术与我们的物质生活紧密联系,比如今天的纳米技术、基因的确定、超导的应用,量子计算机的发展等等。基础物理的研究并不因为这些成果而停止,它向更深的层次发展。     

关于中微子的意外发现

费米实验室的MINOS实验组宣布了一个可能表明中微子与其反粒子之间的重要差别的结果.这一令人惊奇的发现,如果被进一步的实验所证实的话,会有助于物理学家探索物质与反物质之间的某些基本差别.     

“太阳中微子失踪案和中微子振荡”一文中的若干问题

 《现代物理知识》2002年第一期和第二期连载了彭秋和先生的文章:“太阳中微子失踪案和中微子振荡”。这篇文章系统地介绍了太阳中微子问题的来龙去脉,内容丰富,可读性强。然而文中对中微子质量和中微子振荡的叙述有几处严重失实。     

2002年诺贝尔物理奖

 2002年的诺贝尔物理奖使得天文研究领域再次成为人们关注的焦点。斯德哥尔摩瑞典皇家科学院宣布,2002年度的诺贝尔物理奖将授予雷蒙德·戴维斯(RaymondDavisJr,美国宾州大学物理天文系)、小柴昌俊(MasatoshiKoshiba,日本东京大学国际基本粒子物理中心)和里卡尔多·贾科尼(RiccardoGiacconi,美国华盛顿特区联合大学公司),以表彰他们在天体物理学领域的先驱性贡献。这里包括两项成就,前两位是因为宇宙中微子的探测,后一位是因为发现宇宙X射线源。     

2002年诺贝尔物理奖的启示

本文论述2002年诺贝尔物理奖获得者,R.Davis在探测太阳中微子丢失的成就;M.Koshiba在证实存在太阳中微子丢失,探测超新星中微子和大气μ中微子丢失以及证明μ中微子振荡的成就。此外,本文还叙述2002年诺贝尔物理奖给我们的启示。     

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.     

束缚电子对7Be太阳中微子流量的影响

计算了在太阳核心从R=0到R=0.125R⊙处,7Be存在1个或2个K壳层束缚电子的概率约为4.54%.这表明7Be原子俘获的电子95.46%是自由电子.假定太阳中微子自产生后没有发生任何改变,并且太阳的其他参量不改变,那么7Be和8B太阳中微子流量的理论计算值分别约为4.04×109和6.12×106cm-2s-1.这将进一步扩大8B太阳中微子与superKamiokande太阳中微子实验测量值之间的差距 关键词： K壳层束缚电子 电子俘获概率 7Be太阳中微子流量 8B太阳中微子流量     

CERN中微子将穿越阿尔卑斯山

据《ＣＥＲＮ快报》报道,在努力扩大欧洲粒子物理合作研究运动中,ＣＥＲＮ正与意大利国立核物理所进行一项新的合作计划．一条高能中微子束流将从ＣＥＲＮ送到距ＣＥＲＮ ７３０ｋｍ、距罗马１２０ｋｍ的意大利格朗萨松实验室的探测器上． 中微子无需通过隧道就能穿过山区,它们中间的大多数能够穿透岩石．中微子束流甚至能够穿透１３０００千米的地球．中微子的损失很小,这就使中微子实验可以进行．如果有大量的中微子,就可能有足够的数量的中微子发生相互作用,产生出可以探测到的信号．在由ＣＥＡＮ送往格朗萨松实验室的 １０１８个…     

地下引力波探测器

日本物理学家建成了世界上第一个地下引力波探测器.初步检验表明,由于地下的环境噪声减低使得在矿井中的激光干涉仪引力波小型观测站(LISM )能够稳定地工作.探测器安置在超神冈中微子探测器附近地下1km深处.引力波是时空结构中的波动,可由空间中大块物质加速而产生.然而,即使像     

太阳中微子之谜可能和解

 近来,欧洲核子研究中心(CERN)一位研究人员道格拉斯·莫里森指出,过去25年来一直使物理学家感到困惑的太阳中微子之谜可能得到解决,他认为,实验与理论之间的不一致可以归结为实验误差及有关太阳活动理论的不适当。从前,以陆上为基地的实验测得的来自太阳的中微子数量要比由太阳内部活动理论预言的少。