太阳中微子反常相干散射的实验检验

发布时间：2020-08-03 10:36

【摘要】： 由于中微子与其它物质相互作用很微弱,因而探测太阳中微子存在很多困难,如果能寻求一种可靠又可行的新探测方法,将是此研究领域的突破。Weber认为中微子与晶体发生相互作用时,其散射截面与晶体内散射体粒子数N的平方成正比,由此导致中微子散射截面提高1020倍。Weber的反常相干散射理论意味着中微子散射可通过高精度的扭秤探测到。尽管该理论受到很多物理学家的批评,但Weber声称他的太阳中微子实验观测结果与反常相干散射截面的理论相符合。本文基于Weber提高的太阳中微子散射理论与实验,设计了两套高精度的扭秤来检测蓝宝石和太阳中微子间可能的散射效应,在实验中采取隔离装置减小温度变化,通过温度调制实验研究了温度的影响;经过长周期的实验观测,最后我们的实验在3.8×1 0? 14N的周日噪声水平下没有观测到Weber的反常相干散射理论预计的2.0×1 0? 11N的力学效应,实验观测为零结果,它直接排除了Weber的太阳中微子实验的观测结果。同时通过对系统误差分析表明在Weber的太阳中微子实验中可能因某种系统误差没有被完全消除而导致的错误结果。在太阳中微子实验的基础上,我们对弱等效原理太阳方案进行了实验检验,通过检测两种不同的材料( Al 2 O3 , Pb )落向太阳的加速度差,实验给出10η( Al2 O 3 , Pb) = (0.8±3.1)×1 0?。本研究工作先后得到国家自然科学基金重点项目(2003CB716300),国家自然科学基金创新群体(10121503)的资助。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P182
【图文】：

观测结果,实验装置,扭秤

图 1.1 Weber 的实验装置（左）及观测结果（右）在上右图中，Weber 声称经过近二年地观测，当太阳位于蓝宝石晶体和铅块法线方向时，可观测到一个峰值。Weber 的实验引起实验物理学家的注意，相应的一些类似的实验被设计用来ber 的理论与实验结果。1）1992 年，J.D.Franson 和 B.C.Jacobs (the Johns Hopkins University)用两个相秤来验证 Weber 的理论[14]。他们利用太阳中微子的标准模型，计算了 Weber 理出的散射动量传输系数。实验设计上首先假设几乎所有的入射中微子是以大，这样就可以在实验中使用屏蔽晶体，他们用两个相同的扭秤和两块屏蔽晶体Mach-Zehnder干涉仪组成的扭秤系统来检验Weber的理论，实验装置如图1.2所

实验标定,实验装置,扭秤,太阳中微子

采用了扭秤调制的方法，相应的实验装置如图 1.3。图 1.3 Y.Su 的扭秤（左）及所用的散射体（右）最后他们的扭秤在灵敏度高于 Weber 理论预期值 530 倍的精度下没有观测到Weber 理论所预期的周日效应。（3）罗俊（华中科技大学）在 1995 年利用类似于 Weber 的太阳中微子实验装置，采用蓝宝石作为散射体来检验 Weber 的太阳中微子实验[16]，实验装置如图 1.4。

铅块,连接装置,测量参数,平均值

杆、总量 66.4940g）。夹具与玻璃杆之间用 502 胶镀金前）测量参数 4 5 平均值误差70 29.0969 0.001050 29.940 29.918 29.934 0.01215 10.422 10.418 10.422 0.006金前）测量参数 4 5 平均值误差49 29.0948 29.0946 29.0947 0.001048 29.970 29.940 29.948 0.017 3.691 3.678 3.674 0.014图 2.3 玻璃杆与铅块、蓝宝石的连接装置

【参考文献】