中微子规范理论模型中的轻子数破坏过程研究

摘要

中微子有质量是超出标准模型的新物理存在的证据之一，中微子的研究对超出标准模型的新物理有重要意义。最近，吴岳良提出的中微子规范理论能够很好地解释中微子质量很小和中微子混合问题。该理论与seesaw机制相比较有很突出的优点：
　　 1)利用SO(3)规范对称很自然的引入Majorana中微子，而seesaw机制中的Majorana右手中微子是为了解释中微子质量而直接引入的；
　　 2)seesaw机制不能解释中微子混合；
　　 3)除此之外这一模型还预言了带电轻子数破坏过程。
　　 不同于一般的seesaw机制中Majorana中微子有很大的质量(＞10-11GeV)，中微子规范理论模型中的一些新粒子的质量比较小(例如Maiorana中微子Ni和SU(2)单重态矢量型带电轻子Ei的质量在100GeV到105GeV范围之内）。这使得中微子规范理论模型可能对低能轻子数破坏过程有较大贡献。而轻子数破坏是稀有过程，分支比很小，因此有可能对模型的参数有更强的限制。本文试图通过轻子数破坏过程eI→eJγ和Z→eI+eJˉ的分析计算实现对中微子规范理论模型参数的进一步限制。我们发现：
　　 1.eI→eJγ的分支比很明显随着SU(2)单态矢量型带电轻子Ei质量mE和Higgs波色子质量mφ的增大而减小，这体现了退耦效应；
　　 2.在mE与Z玻色子质量相差不大时Z→eI+eJ-随着mE的增大而增大，随着mφ的增大有小幅度的减小；
　　 3.轻子数破坏过程对我们所用模型的Yukawa耦合作用给出了很强的限制。相比较而言，Z→eI+eJˉ过程对Yukawa耦合常数的限制作用比eI→eJγ过程的更强。在理论实验限制下，eI→eJγ的分支比可达到10-13的数量级，这一结果还有待于实验的验证。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

第2章 中微子理论研究及进展

2.1 标准模型中的中微子

2.2 中微子质量和中微子振荡

2.3 中微子混合理论研究

2.3.1 中微子混合

2.3.2 seesaw机制

2.4 中微子混合模型

2.4.1 democratic模型

2.4.2 Tribimaximal模型

2.5 本章小结

第3章 标准模型的理论回顾

3.1 标准模型的理论回顾

3.2 Rξ规范下的μ→eγ衰变

3.3 本章小结

第4章 中微子规范理论模型

本章小结

第5章 中微子规范理论模型中的轻子数破坏

5.1 理论计算

5.2 数值计算

5.3 本章小结

总结与展望

参考文献

附录 圈图积分公式

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢