17KeV中微子研究现状

本文综述了1985年以来关于17KeV中微子的实验、中微子质量项的可能形式、推广最小标准模型以容纳有质量中微子的尝试以及有质量中微子的现象学,讨论了如果它的存在最终得到肯定,它可能有什么样的性质。     

中微子的静止质量

在各种基本粒子中,中微子有着特殊的地位。中微子不带电,它的自旋和电子相同。它不直接参与强相互作用和电磁相互作用,从而使实验上直接观测中微子相当困难,实际上各种物体对中微子来说都几乎是透明的,即使穿过地球也毫不困难。多年来的实验中一直测量不到中微子有静止质量,因此粒子物理学家认为中微子很可能和光子类似是无静止质量的粒子。 然而最近几年来,这个问题又重新引起人们的兴趣。在探索建立关于强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用统一的大统一理论过程中,人们提出了几种不同的模型。在这些模型中从不同角度提出了中微子可能有…     

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。     

轻子类Cabibbo角的确定和μ→eγ一类过程的解释

本文假定中微子质量不等于零并且有混合。用水平对称性求出了混合角与中微子质量比的关系式,若将中微子质量的上限值用于此关系式,则获得混合角的具体数值,与已有的实验不矛盾。为解释μ→er这一类的有关过程,假定其中间态交换GeV量级的中微子,唯象的看,这个中微子可能就是第四个轻子的中微子。     

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     

寻找无中微子双beta衰变

正中微子有3种可能的质量状态,其质量大约是电子的百万分之一。这种巨大的差别意味着中微子质量的起源与所有其他费米子不同,涉及超出标准模型的物理。多数由标准模型推广出来的理论都认为中微子是马约拉纳(Majorana)粒子。就是说,它们是本身的反粒子。如果中微子是马约拉纳粒子,那么就违反了轻子数守恒,轻子数是赋予所有轻子的量子数,对于电子和中微子是1,而它们的反粒子是-1。在双中微子beta衰变(图左)     

中微子质量和中微子振荡实验

本文介绍中微子质量测量的历史和现状。介绍太阳中微子丢失实验的结果和大气 μ中微子丢失实验结果。这些结果表明存在中微子振荡 ,即中微子具有质量。它是超出标准模型的信号。本文还介绍了 2 1世纪初研究中微子振荡的若干重要实验 ,例如长基线中微子振荡实验以及建造 μ子贮存环来产生高能电子中微子束进行中微子振荡的实验以及测量中微子振荡时的CP破坏的设想。     

中微子质量和中微子振荡实验

本介绍中微子质量测量的历史和现状。介绍太阳中微子丢失实验的结果和大气μ中微子丢失实验结果。这些结果表明存在中微子振荡,即中微子具有质量。它是超出标准模型的信号。本还介绍了21世纪初研究中微子振荡的若干重要实验,例如长基线中微子振荡实验以及建造μ子 贮存环来产生高能电子中微子束进行中微子振荡的实验以及测量中微子振荡时的CP破坏的设想。     

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.     

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.     

中微子振荡实验——超出标准模型的实验检验（Ⅰ）

文章总结了中微子振荡实验在历史和现状,介绍了几个太阳中微子丢失实验的结果和几个大气μ中微子丢失实验结果,这些结果表明存在中微子振荡,即中微子具有质量,它是超出标准模型的信号,文章还介绍了21世纪初研究中微子振荡和若干重要实验,噬基线中微子振荡实验以及建造μ子贮存环来产生高能电子中微子束进行中微子振荡的实验以及测量中微子振荡时的CP破坏的设想。     

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.     

中微子对宇宙大尺度结构的非线性效应

中微子的特性是现代物理学的重大问题之一。在粒子物理标准模型中有三类中微子,中微子振荡实验测量出不同中微子的质量平方差,表明中微子的质量总和不为零,并给出了中微子质量和的下限：0.05 eV。中微子质量对宇宙演化有着复杂的影响。在宇宙早期,中微子为相对论性粒子,作为辐射能量密度,从而改变了物质辐射的能量密度比。基于此效应,宇宙微波背景辐射（CMB）的观测给出了中微子质量总和的上限：0.2 eV。中微子在宇宙膨胀过程中逐渐变为非相对论性粒子,由辐射能量密度转为物质能量密度。由于在宇宙晚期（现在时刻）,中微子的速度弥散（热运动速度）仍明显高于冷暗物质和重子物质,其这种特有的热运动速度使其显著地不易受引力影响而坍缩成团,从而压低小尺度的总物质功率谱。基于此效应,当今和未来的星系巡天计划（如Euclid、LSST、DESI、PFS等）都计划给出更好的中微子质量总和的上限。论文“Differential neutrino condensation onto cosmicstructure”利用计算机数值模拟方法发现了中微子对宇宙大尺度结构的新效应,使得我们有望在未来的星系巡天中利用中微子和暗物质的密度差来限制中微子的质量。     

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” ,…     

中微子振荡与中微子的静止质量

简要回顾了中微子的发现过程,论述了中微子的基本性质及三种不同类型的中微子,讨论了中微子振荡的最新实验结果及其与中微子静止质量的关系,指出了中微子的静止质量在物理学与天文学中的重要性以及确定中微子的静止质量有待进一步解决的问题。     

中微子的质量

本文讨论了μ中微子的静质量在各种过程中的效应,特别分析了两个此效应表现得明显的过程,μ介子与电子的湮没和π辐射衰变。指出给μ中微子以一个不太小的静质量,例如5m_e能和目前已有的一切实验不矛盾,并指出进一步确定μ中微子的质量的可能的实验。     

被探测到的地球中微子

中微子的量是很稀少的，它的质量和相互作用也是很小的，但在太阳内部，作为核聚变反应的副产品，它的数量却是很巨大的。由此可见，中微子是经常出现于核反应与宇宙射线簇射中，过去安置于地下的陆地探测器曾给出过各种中微子的记录，现在由于掌握了测定地球内部辐射衰变中电子反中微子的数量，从而开辟了中微子物理的一个新纪元，     

中微子的静止质量及其在物理学和宇宙学上的意义

简要地介绍了中微子的发现历史及其基本特性,着重介绍了Ｓｕｐｅｒ－Ｋａｍｉｏｋａｎｄｅ中微子天文台大气中微子实验和太阳中微子实验的基本原理及其最新实验结果,对中微子的静止质量在太阳中微子失踪问题、粒子物理学和宇宙学上的意义作了讨论,指出了与中微子静止质量相关的３个有待解决的问题。     

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…