加速器中微子

 加速器是研究微观世界的重要工具。缪中微子与陶中微子均是通过质子加速后打靶产生介子衰变被首次发现。加速器产生的中微子束流,具有能量高、流强大、方向性好等特点,因此非常适用于进行中微子的研究。国际上短基线加速器实验被应用于研究中微子与物质的相互作用,以及寻找新型中微子等。而长基线实验则主要用于研究中微子振荡和测量振荡参数。下一代加速器中微子实验将致力于提高中微子流强和探测器体积及性能,从而研究中微子质量顺序和轻子CP破坏等重要的物理问题。     

国外物理科普杂志精文提要

 六年前,加拿大圭尔夫大学的辛普森报告其在氚的β衰变实验中找到了质量为17keV的中微子,这个质量为电子的1/30,大大高于其他人在氚衰变电子能谱末端测得的非零中微子质量值.但辛氏的实验结果很快受到一批新实验的否定,只给人们留下了怀疑.然而最近几个月来,这一问题又一次成了物理学家们的热门话题.全世界共有五个核β衰变新实验获得了结果.     

无中微子双贝塔衰变：寻找马约拉纳中微子之路

无中微子双贝塔衰变是目前粒子物理与核物理学家积极寻找的一种极其稀有的原子核衰变模式。它的发现将验证中微子是否是其本身的反粒子,也就是通常指的马约拉纳费米子。同时这一物理过程破坏轻子数守恒,也可以为宇宙初期的正反物质不对称性提供重要的条件。鉴于其极重要的物理意义,国际上多个实验组利用不同的探测器技术,在多种不同的目标同位素中寻找这一突破粒子物理标准模型的稀有衰变。目前主流实验还未发现确定的无中微子双贝塔衰变信号,但对其半衰期的限制已经达到了1026年量级。国内近期也开展了一系列预研实验,期望在未来几年内可以确定一到两个切实可行的实验方案,开展吨级实验。     

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。     

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?     

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…     

1988年核物理新闻

二中微子双β衰变的实验观测近50年来已认识到核双β衰变的研究可作为探测中微子基本特性的一种工具。重要的未知的中微子特性之一就是其静止质量。通常假设中微子是无质量的,但大多数大统一理论预示其静止质量实际上不等于零。如果求得一个可测量的质量,这种发现可能是大统一理论的胜利,并提供一个对这些理论的约束条件。有质量的中微子亦是从事星系动力学方面的工作中观测到的神秘的黑洞物.     

自然界存在3种不同类型中微子的实验证据

 一、证实电子中微子存在的实验中微子是泡利于1930年为了解释核的β衰变中电子的能量是一个连续谱而假设存在的粒子,可是人们一直未能从实验上证明中微子的存在。1941年,王淦昌先生建议用原子核的K电子俘获测原子核的反冲能量来证明中微子的存在。     

四类中微子

中微子又成了物理学家们的注意中心了.看来这个粒子还会不断地长期在研究人员面前提出日新月异的问题. 在最初研究这种神秘粒子的时候,中微子是指在放射性物貭的β衰变中携走一部分能量和动量的那种粒子,后来实验证实,中微子有自     

中微子质量之谜

中微子有无质量,苏、美科学家的实验结果不一致.为什么? 两年多以前,莫斯科的实验小组宣布中微子的质量至少不低于20eV.他们的结论得到爱沙尼亚科学院塔林实验小组的工作结果的支持[1].氚核(由一个质子和两个中子组成)β衰变为氦-3核(由两个质子和一个中子组成),当一个中子变为质子时,将释放出电子和中微子.莫斯科小组测量电子的能谱,从所得电子能量的极大值计算出中微子能量的极小值.从而得出中微子的质量;而塔林小组是用极灵敏的技术测量氚和氦-3质量之差,这一差值乃是中微子和电子在β衰变过程中所带走的总质量-能量.两个小组的实验结果…     

散裂中子源上的中微子研究

正一、中微子与散裂中子源20世纪以来,在全世界物理学家孜孜不倦地研究下,中微子物理和实验研究不断取得进步,共有4次重大研究进展斩获诺贝尔物理学奖。1930年,奥地利物理学家泡利(W.Pauli)为解释贝塔衰变中能量似乎不守恒,提出了中微子的概念,开创了中微子物理学。1956年,美国物理学家莱因斯(F.Reines)和柯温(C.Cowan)在反应堆中第一次探测到电子     

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.     

科苑快讯

失踪的太阳中微子终于找到了据《科技日报》报道 :自 2 0 0 0年美日韩科学家发表实验结果 ,确认中微子有质量后 ,近日由加拿大、英国和美国的科学家组成的国际物理学科研小组宣布 ,他们在加拿大萨德伯里中微子观测台进行的实验中又发现 ,太阳中微子失踪的原因在于中微子在从太阳到地球的旅途中本身特性发生变化。这一发现揭开了 30多年来困扰物理学界的中微子失踪之谜。近代粒子物理理论认为 ,中微子是一种不带电、质量很小的基本粒子 ,分为电子中微子、μ介子中微子和τ中微子 3种形式。中微子极少与其他粒子相互作用 ,因而“行径诡秘” ,…     

双中微子双β衰变已观察到;无中微子衰变正在寻找

许多有偶数质子和中子的原子核可能经历双β衰变,发射出两个电子和两个中微子.但这一过程的半衰变太长,过去只能靠地质材料中测衰变的次生核的丰度定出.现在加州大学的Elliott等人已在其实验室中观察到了硒82的双β衰变,并定出半衰期为1.1-03+08×1020年.这一数值比以前实验室中能测出的最长时间还大几个量级.这一测量还为无中微子双β衰变的观测创造了可能性.这种无中微子衰变事例有可能定出中微子质量. 他们的实验装置是时间投影室或“增强漂移室”.把14克97%浓缩的硒82样品放在两层聚脂薄膜片之间,再放到漂移室的中心平面处.室内充以氦…     

BESⅢ上的ηc物理

介绍了当前对η_c衰变的研究状况,即理论上还不能很好的描述η_c的衰变机制,实验上也需要更大的样本对η_c衰变进行深入的研究.基于在BESⅢ上预期一年所能获取的J/ψ和ψ′事例数,集中讨论了在BESⅢ上可进行的η_c物理的研究.主要包括η_c衰变到不同末态分支比的测量,新衰变模式的寻找,质量和宽度的精确测量以及稀有衰变的寻找,并对η′_c衰变的研究也做了简单讨论     

原子核双β衰变的进展

本文总结了原子核双β衰变在理论和实验两方面的进展。原子核双β衰变在检验轻子数守恒律和中微子质量等问题上都起了重要的作用。     

原子核双β衰变的进展

本文总结了原子核双β衰变在理论和实验两方面的进展。原子核双β衰变在检验轻子数守恒律和中微子质量等问题上都起了重要的作用。     

物理“标准理论”的突破口—中微子

根据国际权威杂志美国《科学》1998年6月5日报道,一个由120名日美科学家组成的研究小组宣布,他们确认中微子有静止质量.这则消息立即轰动了世界物理学界. 研究小组在日本神冈的距离地面1km深的废矿井中建成了一个灌有50000T水、装置13000支光电管、称为“超级神冈”的地下水槽,两年多来,一直在利用它观测宇宙射线在大气中相遇产生的中微子.通过535个工作     

无中微子双贝塔衰变

 无中微子双贝塔衰变,好一个拗口的名词!还记得泡利1930年为了解释贝塔衰变连续能谱而纠结地发明了中微子么?原子核中一个中子变为质子的衰变叫贝塔衰变,如果有两个中子同时变为两个质子的衰变叫双贝塔衰变,这个好像并不难理解。     

吴健雄教授科学实验的启发

吴健雄教授是一位杰出的实验物理学家,做过许多精彩的物理实验。这里简单介绍她做过的六个物理实验,并且谈谈这些实验的启发。1第一个实验———β衰变电子能谱形状的实验[1]20世纪30年代,吴健雄开始了她的实验研究。早在30年代末到40年代中期,她就在实验上研究过伴随电子俘获的内韧致辐射,以及铀裂变中的放射性氙。1946年起她着手研究原子核β衰变,进行了一系列的实验。在原子核β衰变中,原子核内一个中子转变为一个质子,同时放射一个电子和一个反中微子。此外还有放射正电子的β衰变。Fermi的β衰变理论给出了β衰变电子能谱的形状。实验…