中微子质量、味混合及其在天体物理中的应用

摘要

中微子具有非零但极小的质量已经得到了中微子振荡等许多实验的支持，中微子质量与混合的起源需要超出标准模型的新物理。本篇论文中，我们首先介绍了中微子的基本性质以及中微子的质量、混合、CP破坏等重要的基本概念，同时也介绍了中微子振荡、Seesaw机制、Leptogenesis机制等中微子物理中的一些热点课题。之后，我们推导了Seesaw能标之下中微子质量及混合参数的重整化群方程，并分析这些参数随能标的演化行为，强调了在构造模型中考虑重整化群演化效应的重要性。此外，我们提出了一种新的轻子混合的描述方式----相位角矩阵，并分析了其重整化群演化行为。最后，我们讨论了中微子质量与混合问题在天体物理中的应用，重点介绍我的工作所涉及的其中两个热点问题:宇宙背景中微子的直接探测和中微子主导的黑洞吸积盘中的中微子过程。

目录

声明

摘要

第一章 引言

第二章 中微子的基本性质

2．1 弱电标准模型里的中微子

2．2 中微子质量和轻子味混合

2．2．1 Dirac质量

2．2．2 Majorana质量

2．2．3 轻子MNS混合矩阵

2．3 中微子振荡

2．3．1 太阳中微子实验

2．3．2 大气中微子实验

2．3．3 反应堆中微子实验

2．3．4 中微子振荡实验结果的总体拟合

2．3．5 中微子的绝对质量

2．4 中微子质量产生的Seesaw机制

2．4．1 第Ⅰ类Seesaw机制

2．4．2 第Ⅱ类Seesaw机制

2．4．3 第Ⅲ类Seesaw机制

2．4．4 复杂的Seesaw机制

2．5 中微子物理的若干热点课题

2．5．1 Tri-bimaximal轻子混合模式

2．5．2 宇宙物质—反物质不对称及Leptogenesis机制

第三章 中微子质量与混合参数的重整化群演化

3．1 Seesaw能标以下中微子质量与混合的重整化群演化

3．2 Dirac角矩阵与Majorana角矩阵的重整化群演化

第四章 天文学与宇宙学中的中微子物理

4．1 宇宙背景中微子及其探测

4．2 中微子主导的黑洞吸积盘中的中微子过程

第五章 总结与展望

附录A 中微子质量与混合参数单圈重整化群方程的推导

附录B Dirac角矩阵Φ以及Majorana角矩阵ψ与混合矩阵V等价性的证明

参考文献

致谢

博士生期间发表的学术论文、专著

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