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。     

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。     

大爆炸核合成与宇宙背景中微子

文章基于大爆炸宇宙学描述了发生于宇宙早期的中微子退耦与轻核素合成事件。退耦后的中微子形成宇宙的背景之一。文章介绍了几种探测宇宙背景中微子的方法,侧重于利用b衰变核俘获超低动能的中微子。     

大爆炸核合成与宇宙背景中微子

文章基于大爆炸宇宙学描述了发生于宇宙早期的中微子退耦与轻核素合成事件。退耦后的中微子形成宇宙的背景之一。文章介绍了几种探测宇宙背景中微子的方法,侧重于利用β衰变核俘获超低动能的中微子。     

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。     

中微子层出不穷de神秘故事

 在基本粒子的大家庭里,没有任何一个粒子,象中微子那样,那么令人不可捉摸,那么令人困惑,而又那么地充满生机.它伴随着整个近代物理的发展,引出一系列层出不穷的神秘故事.一、中微子的生日要考证中微子的生日,不是一件容易的事.最早的可信证据,是一九三○年十二月四日,当时年仅三十岁的泡里,在给图宾根的“从事放射性工作的女士们和先生们”的一封信中提及.在这封信中,为了解释β衰变丢失的能量以及所谓的“氮的危机”,泡里提出了关于存在一种探测不到的粒子的假设.     

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。     

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。     

认识中微子

由于中微子的作用截面很小而不容易被探测和认识，从而人们给予中微子一些独特的性质，如中微子没有确定的内禀宇称，没有静止质量和磁矩或存在所谓中微子振荡现象等。     

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     

中微子质量,宇称不守恒,中微子振荡及其他

中微子有静止质量是与宇称不守恒的实验事实相矛盾的。而假如它是超光速粒子而有非零的固有质量（如近年来实验数据所显示的那样），才能与宇称不守恒相容。文章从这个新观点讨论了有关中微子五个方面的研究课题。     

利用大亚湾中微子实验装置探测超新星中微子

在利用大亚湾中微子实验装置研究超新星中微子探测过程中, 需要考虑到中微子传播过程中受到各种效应的影响, 包括超新星震荡效应、中微子集体效应、 Mikheyev Smirnov Wolfenstein (MSW)效应和地球物质效应等。 由于超新星中微子受到这些效应, 不同味道的中微子之间振荡会发生变化, 因而利用探测某些超新星中微子事例数之比, 就有可能确定中微子的质量层次,得到中微子混合角θ13和中微子绝对质量的信息。 While detecting supernova neutrinos in the Daya Bay neutrino laboratory, several supernova neutrino effects need to be considered, including the supernova shock effects, the neutrino collective effects, the Mikheyev Smirnov Wolfenstein (MSW) effects, and the Earth matter effects. The phenomena of neutrino oscillation is affected by the above effects. Using some ratios of the event numbers of different supernova neutrinos, we propose some possible methods to identify the mass hierarchy and acquire information about the neutrino mixing angle θ13 and neutrino masses.     

后中微子振荡发现的实验进展与展望

2015年诺贝尔物理学奖授予了发现中微子振荡也就是中微子有质量的实验。这个发现是至今为止,粒子物理标准模型——这一得到广泛实验验证的理论中唯一指明存在新物理的明显证据。文章将介绍中微子振荡发现以后主要的中微子实验物理目标、采用的探测技术、实验状况及其未来展望。     

中微子质量矩阵和中微子转换矩阵间的一种可能的关系

我们探讨了以ν_e,ν_μ,ν_τ为基的, 具有一种新的对称性的中微子质量矩阵M. 首先在没有T(时间)破坏的前提下, 假定该质量矩阵具有一个简单的三参数形式. 这一矩阵确定了3种中微子的质量m₁, m₂, m₃以及使M对角化的转换矩阵U. 因为无T破坏的U给出3个可测量参数s₁₂, s₂₃, s₁₃, 我们的形式用3个参数表示6个可测量的物理量, 其结果与实验数据符合得很好. 更精确的测量将对模型给出严格的检验, 并确定这3个参数的值. 本文还推广讨论了包含T破坏的情况.     

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。     

无质量中微子螺旋性混合态

自旋为1／2的中微子遵从Majorana方程,其螺旋性为守恒量.利用压缩相干态可以为中微子给出螺旋算符与哈密顿量之共同本征态的显式表达 ,但却是不可归一化的.可归一化的波包依然保持为螺旋算符的本征态,但不再是能量的本征态.存在传播速度为零的等权混合螺旋态波包.此 情形没有经典对应,在无质量玻色子世界中也无对应.若这样的混合螺旋态波包对应无质量费米子的粒子-反粒子对,则提供了一种暗物质的 可能构成方案.     

Muon与Tau中微子的运动学有效质量及其不可探测性

利用最新的WMAP观测数据推导出电子、Muon和Tau中微子的运动学有效质量的一般上限:e2+μ2+τ2=m12+m22+m32<0.5eV2,或α<0.71eV(其中α=e,μ,τ)。考虑现有中微子振荡的实验数据,进一步得到e<0.24eV以及μ≈τ<0.24eV. 因此有效质量_μ和_τ太小而无法被探测.