π核双电荷交换反应

本文系统地评述了目前π核双电荷交换反应的实验及理论研究的状况,讨论了π核双电荷交换反应的可能机制,对于一些尚未澄清的问题作了分析.     

最小seesaw模型对氚β衰变和无中微子双β衰变的限制

在最小seesaw模型下计算了氚β衰变的有效质量〈m〉_e以及无中微子双β衰变的有效质量〈m〉_ee. 利用最新的中微子振荡数据, 在正质量等级情况下得到了0.00424eV≤〈m〉_e≤0.0116eV和0.00031eV≤〈m〉_ee0.0052eV; 如果中微子的质量谱是倒质量等级情况, 能够得到0.0398eV≤〈m〉_e≤0.0571eV和0.0090eV≤〈m〉_ee≤0.0571eV.最后还讨论了最小的中微子混合角和Majorana CP破坏位相对〈m〉_ee的影响.     

π-核双电荷交换反应短程贡献的夸克模型计算

本文给出了从夸克层次计算π^－核双电荷交换反应短程贡献的理论模型.由此模型具体计算了¹⁸O(π⁺,π^－)¹⁸Ne(g.s.)在低能区的角分布曲线,并与实验数据进行了比较.结果表明,此模型能够较好地解释双电荷交换反应在低能区的"反常"增大行为.     

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。     

核心极化效应对无中微子双β衰变中右手流的修正

本文讨论了⁴⁸Ca无中微子发射的双β衰变中核心极化效应的贡献.计算表明:与短程关联及有限核子大小的将就相反,核心极化效应合总跃迁矩阵元增大,从而使中微子质量m_v或右手流混合参量η的上限减小8%左右.     

β衰变理论的提出

本文试图通过对β衰变理论提出的历史过程的叙述，加深我们对基本物理原理的认识。     

48Ca无中微子双β衰变的寿命下限

本文报道国内首次开展的双β衰变实验研究工作.国产大尺寸CaF₂闪烁晶体既用来做为探测器,又做为双β衰变的放射源.数据采集总共7588.5小时.实验给出⁴⁸Ca无中微子双β衰变的寿命下限T_1/2>1.1×10²²年(68%C.L.);由理论推算相应的中微子质量v≤8eV;右手流混合参量η的限值η≤0.69×10^－5.     

π0介子寿命的实验研究

QCD(Quantum Chromo Dynamics)手征反常理论主导了π0介子到两个 γ 光子的衰变.基于手征反常理论和手征微扰论的修正,对π0介子寿命的理论预测精度高达1％.高精度实验测量π0介子的寿命可以严格检验低能区的QCD理论和手征微扰论.本工作重点介绍了三种测量π0介子寿命的实验方法:直接测量法、双光子反...     

无中微子双β衰变相关的中微子势（英文）

介绍了在双β衰变中的闭合近似下的原子核矩阵元,并在此基础上研究了无中微子双β衰变的中微子势部分及统计性质。分析结果显示,费米型和伽莫夫-泰勒型矩阵元部分贡献了几乎相等的正值,并且费米型部分一般比伽莫夫-泰勒型部分的贡献稍大,而张量部分的贡献虽小但不可忽略,其中有少量矩阵元为负。阐明了无中微子双β衰变的中微子势中费米型、伽莫夫-泰勒型及张量部分大于零矩阵元的关联。该统计结果粗略地揭示了这些组份对原子核矩阵元的贡献。Nuclear matrix element in double beta decay under the closure approximation is outlined, in which neutrino potential for neutrinoless double beta decay is studied with focusing on its statistical property. It is shown from the analysis that Fermi and Gamow-Teller parts provide almost the same positive values with the Fermi part slightly larger than the Gamow-Teller part in general, while the tensor part includes small but non-negligible positive and negative values. Positive correlation of the values between Fermi, Gamow-Teller, and tensor parts has been clarified. The statistics provides a gross view of understanding amplitude of constitutional components of the nuclear matrix element.     

汤川交换作用与π介子的发现

本文回顾用交换相互作用描述核力的历史，介绍了汤川介子理论以及μ子发现后出现的“二介子假说”，简述了带电π介子在核乳胶中的发现以及中性π介子在稳相加速器中的确凿证实，最后对汤川理论作一简评。     

无中微子双贝塔衰变实验发展沿革与未来展望

无中微子双贝塔衰变是一种重要的超出标准模型的新物理。在数十年理论和实验的发展与探索的基础上,人们对其可能的物理机制以及实验的技术需求已有较为深刻的理解。国际上有多个实验组通过不同的探测器技术尝试寻找无中微子双贝塔衰变事件,并对半衰期下限给出了10²⁶年量级的限制。目前各实验组正在积极进行下一代实验装置的预研和建设,致力于将半衰期灵敏度提高到10²⁷年以上。中国正依托锦屏地下实验室国际领先的实验环境,开发多个不同路线的探测技术。文章将概述国际上主要的大型无中微子双贝塔衰变实验的现状,并展示在锦屏地下实验室中探索这一前沿物理领域的前景以及基于不同探测器技术的实验方案。     

β衰变能量连续谱发现的历史回顾

回顾了β衰变能量连续谱的发现过程，评价了这一过程中有关的重要工作，并分析了导致这一发现长达三十多年的原因．     

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。     

π+在极化165Ho上单电荷交换的不对称性

在程函理论的框架下,利用包括了二级修正的π^－核光学势,我们计算了165MeV的π⁺在¹⁶⁵Ho核上单电荷交换的不对称性,研究了不对称性量对于变形核内中子分布变形的灵敏性,预言了不对称性的角分布.     

无中微子双贝塔衰变：新物理探索和宇宙学观测

近二十多年来,太阳、大气、反应堆和加速器的中微子振荡实验提供了大量确凿的证据表明中微子有质量。然而,粒子物理学标准模型却预言中微子质量为零。这意味着中微子质量的产生必然要求引入超出标准模型的新物理。文章将介绍无中微子双贝塔衰变对新物理探索和宇宙学观测的重要影响,尤其是该稀有衰变过程的实验观测在突破粒子物理学和宇宙学标准模型的前沿研究中扮演的独一无二的角色。     

核内核子费米运动对π核双电荷交换反应的影响

本文考察了核内核子费米运动对π核双电荷交换(DCX)反应传统机制的影响,计算了¹⁴C核到同位旋相似态的双电荷交换(DIAs DCX)反应在0～300MeV能区的0°激发函数,在100～300MeV的能区内能够很好地符合实验值,而在50MeV附近,则比实验值小2～3倍.结果表明:仅用传统机制似乎不能完全解释DIAS DCX的低能反常行为,需要引入新的机制.     

有限温度下的单π、σ交换势

本文在有限温度量子场论的框架中,在核子水平上,讨论π、σ介子的有效质量对温度T的依赖关系及单π、σ交换势.我们发现,在低温区(k_BT≤200MeV),π和σ介子的有效质量随T的变化行为与在夸克水平上由Nambu-Jona-Lasinia模型得到的结果非常一致.     

不稳定原子核β衰变强度的实验测量方法

原子核的β衰变是指原子核放射出β粒子或俘获电子而进行的转变。对β衰变强度S_β(E)的精确测量,对探索不稳定原子核的结构、揭秘恒星核合成过程、验证β衰变理论等方面均存在着重要意义。实验上,为了测量β衰变强度,一种方法是利用β-γ符合测量或者全吸收谱仪对β衰变产物进行直接测量,这种方法可以给出子核在Q_β窗口内的衰变信息。另一种方法是利用在中等能区(100~400 MeV/u)进行的电荷交换反应,如(p,n)或(3He,t),通过微分截面的高精度测量获得子核的β衰变强度,这种方法可以用于研究子核在Q_β窗外的衰变强度,但是对束流强度有较高的要求,尚无法系统研究产额较低的不稳定原子核。有鉴于此,本文提出对不稳定核素的电荷交换反应总截面进行系统测量,结合核反应理论,这种方法有望约束不稳定核素在质子发射阈下的Gamow-Teller跃迁的总强度。最后简要介绍了已开展和计划开展的工作。     

K介子稀有衰变及其对Multiscale WalkingTechnicolor模型的限制

在多标度人工色模型框架下计算了荷电PG玻色子π±1和π±8对K介子稀有衰变过程K⁺→π⁺νν,K_L→π⁰νν和K_L→μ⁺μ^－的企鹅图贡献.计算结果表明:(a)荷电PG玻色子可以对K介子稀有衰变分枝比给出1～3个量级的增强;(b)根据现有实验数据,K.Lane等人提出的多标度人工色模型基本被排除.     

K介子稀有衰变及其对Multiscale WalkingTechnicolor模型的限制

在多标度人工色模型框架下计算了荷电PG玻色子