中微子振蕩和味動(dòng)力學(xué)課件

1、中微子振蕩和味動(dòng)力學(xué) 吳岳良 中國(guó)科學(xué)院理論物理所2005.8第1頁(yè)，共18頁(yè)。內(nèi)容 一、引言二、中微子之謎三、中微子混合矩陣的一個(gè)猜想和 混合角 13 的預(yù)言四、對(duì)稱性和味動(dòng)力學(xué)五、結(jié)語(yǔ) 第2頁(yè)，共18頁(yè)。引言1930 Pauli：中微子s=1/2、NWIP、m 0 ？or m312 0 ？第9頁(yè)，共18頁(yè)。理論解釋 中微子獨(dú)具的特性電荷中性中微子是Majorana粒子 See-Saw 機(jī)制 為什么中微子質(zhì)量比帶電輕子和夸克小得多 為什么中微子混合角比夸克混合角大得多 mq = mD ， ml = mD m = mD M-1 mD第10頁(yè)，共18頁(yè)。中微子混合UCKM = Vd VuUMNS

2、 = Ve U = Ve V VNVu = Vd = Vmax UCKM = 1V = Ve = Vmax UMNS = VN =Vmax Vu = Vu Vmax Vd = Vd Vmax V = V Vmax Ve = Ve Vmax UCKM = Vu Vd UMNS = V Ve Vmax第11頁(yè)，共18頁(yè)。中微子混合矩陣的一個(gè)簡(jiǎn)單猜想 假設(shè)： V Ve Vu Vd = UCKM 得到： UMNS UCKM Vmax第12頁(yè)，共18頁(yè)。中微子混合矩陣元和 13 13 0.10.2 第13頁(yè)，共18頁(yè)。對(duì)稱性和味動(dòng)力學(xué)中微子有質(zhì)量暗示了與味物理有關(guān)的新物理的存在 粒子物理學(xué)家一直在試圖擴(kuò)

3、展粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型，建立更基本的理論來解釋已探測(cè)到的中微子振蕩以及有關(guān)的物理新現(xiàn)象 一類較有興趣的理論是通過對(duì)稱性和統(tǒng)一角度考慮而建立的模型，如具有輕子和夸克家族對(duì)稱性的超對(duì)稱大統(tǒng)一模型 味對(duì)稱性規(guī)范理論作為量子味動(dòng)力學(xué)（QFD）可看作是標(biāo)準(zhǔn)模型中量子電動(dòng)力學(xué)（QED）和量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）的一個(gè)直接擴(kuò)展 第14頁(yè)，共18頁(yè)。味對(duì)稱性規(guī)范群夸克和輕子三個(gè)家族對(duì)稱性Massless: U(3)_L x U(3)_R Degenerate Massive: U(3)General Massive: U(1) x U(1) x U(1)Small Quark Mixing: U（1）Majoran

4、a Fermion: Massless: O(3)_L x O(3)_RDegenerate Massive SO(3) x U(1)_A General Massive: U(1)_A 第15頁(yè)，共18頁(yè)。SO(3) 味規(guī)范作用模型 SO(3)對(duì)稱性自發(fā)破缺后可自然地得到了第二和第三代中微子之間的最大混合，很好地解釋大氣中微子失蹤之謎 結(jié)合雙衰變和天體宇宙學(xué)的限制,可得到解釋太陽(yáng)中微子失蹤之謎的大角度MSW解 幾乎簡(jiǎn)并的三個(gè)中微子質(zhì)量作為熱暗物質(zhì)此類模型還可自然導(dǎo)致味改變的輕子過程, 當(dāng)味規(guī)范粒子的質(zhì)量在100TeV附近時(shí)，味改變的輕子過程可接近現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)精度范圍 第16頁(yè)，共18頁(yè)。結(jié)束語(yǔ) 由于中微子的特殊性質(zhì)以及在對(duì)微觀粒子和宏觀宇宙的探索中可能起的重要作用，對(duì)中微子物理的研究非常重要13 混合角大小的測(cè)量不僅對(duì)中微子本身特性的理解有重要意義同時(shí)將幫助和引導(dǎo)理論物理學(xué)家