太陽中微子振蕩參數(shù)的精確測量和次級效應分析.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論文太陽中微子振蕩參數(shù)的精確測量和次級效應分析姓名：楊平申請學位級別：博士專業(yè)：理論物理指導教師：劉秋宇20091101摘要KamLAND和各個太陽中微子實驗已公布的全部實驗數(shù)據(jù)，使用傳統(tǒng)的最小方差分析的方法進行實驗數(shù)據(jù)分析，由此得到了中微子振蕩參數(shù)的最佳擬合值和不同置信度的允許區(qū)間。經(jīng)過對比分析，我們看出，各實驗組近期公布的五批最新的數(shù)據(jù)對振蕩參數(shù)的允許區(qū)間都帶來了新的限制。其中SNO!JI]鹽相和NCD相數(shù)據(jù)

2、的加入使得我們對鼠，的探測精度得到了較大的提高，而KamLAND的新數(shù)據(jù)則對△，，l己的探測精度起到了極大的提升作用。對所有相關實驗數(shù)據(jù)進行綜合分析之后，我們獲得了太陽中微子振蕩參數(shù)的極其精確的測量結果。在此之外，我們發(fā)現(xiàn)，在單獨進行分析的情況下，I由KamLAND得到的結果與太陽中微子實驗的結果存在一定的差異，這表明了在太陽中微子實驗中可能存在兩味中微子振蕩機制之外的次級效應。我們首先對在計算中微子理論預計流量時太陽模型和地球模型可能

3、引入的偏差進行討論，作為分析次級效應的前提準備。之后，我們在現(xiàn)有實驗數(shù)據(jù)的基礎上，利用MonteCarlo的方法模擬出未來可能的數(shù)據(jù)組，對各個實驗探測次級效應的能力進行分析探討。最后，我們以非零值的混合角q，的影響作為次級效應的來源，分析不同的B，值對實驗結果的影響。我們發(fā)現(xiàn)，通過選取合適的鼠，的值，我們可以緩解KamLAND和太陽中微子實驗結果之間的差異，這個結論給出了B，不為零的可能暗示。另一方面，通過對實驗數(shù)據(jù)進行三味中微子振蕩分

4、析，我們在l仃置信水平下得到了E，不為零的結果，這是一個很有意義的突破。僅由KamLAND和太陽中微子實驗并不能給出對鼠，的嚴格限制。對鼠，進行精確測量是下一代中微子振蕩實驗的重要任務之一，而我國的大亞灣反應堆中微子實驗將在其中起到重要的作用。在本文中，我們對大亞灣實驗提出了幾種不同的實驗方案，并使用不同的分析方法對模擬的實驗結果進行分析，研究其可能達到的探測精度，從而為實驗具體方案的選取提供參考。在我們的模擬計算中，通過采取合適的方案

5、和分析方法，經(jīng)過三年運行之后，大亞灣實驗能夠對大于O02的sin22鼠，值進行有效的探測。在將來混合角B，得到精確測量的基礎上，我們還將會有機會對CP破缺相因子進行探測，這是味物理中一個極其重要的問題。中微子物理是粒子物理中一個年輕而充滿活力的研究方向，它的飛速發(fā)展帶動著整個粒子物理學科的不斷進步。與此同時，中微子還在宇宙學中扮演著重要的角色，它對研究宇宙結構的形成，正反物質不對稱以及天文探測等都有著極其重要的意義。隨著下一代中微子實驗