低能太阳中微子能谱的实时探测方案研究
发布时间：2020-01-26 05:16
【摘要】：中微子是一种能帮助我们了解周围世界尺度性质的粒子,在光子、一些带电粒子和夸克这一些基本粒子中,它们是唯一一种能够在传播足够远的空间距离后,仍然保持着很大的数量的粒子。和任何其他的粒子相比,它们也是唯一一个仅由弱相互作用力约束的粒子。作为目前知道的唯一一个具有这些性质的粒子,它们可以在观测和理解大自然方面起到多种非同寻常的作用,而由于人们研究它们的时间并不长,这仍然是一个新兴的领域,我们对它们的了解也只是刚刚开始。本文先简单回顾了中微子物理的发展历史,主要介绍了中微子的发现与探测,叙述了太阳中微子的探测与中微子振荡现象的发现之间的联系,从而引出低能太阳中微子流量的实时探测对中微子物理研究的重要意义。接着本文介绍了与中微子振荡有关的理论,包括标准模型中与弱相互作用有关的拉氏量,赋予基本粒子质量的Higgs机制,加入中微子质量的标准模型的扩展以及中微子振荡的理论形式。而后根据不同的探测方法对太阳中微子实验进行了分别介绍,其中液体闪烁体探测方法能获得太阳中微子的实时信息,最后文章给出了各个太阳中微子实验对太阳中微子流量测量的实验结果。据此,论文做出以下研究工作:一、采用数值模拟的方法,分别分析了液体闪烁体纯度、探测器能量分辨率和实验总误差对7Be太阳中微子探测精度的影响。研究发现,提高液闪纯度和探测器能量分辨率、降低实验总误差均能在一定程度上提升实验对中微子流量的探测精度。详细的模拟结果表明,在Borexino一期实验的基础上,提高液闪纯度至2倍、提高能量分辨率至1.7倍并降低实验总误差至一半,7Be中微子流量的测量误差可以降低至0.4%以内。二、采用最小方差法对近期的中微子实验数据进行综合分析,获得了对中微子振荡参数数值的最新限定。在分析了Borexino实验数据以及KamLAND的数据后,获得了对中微子振荡参数sin2θ12、△m122的最新的取值限定。对大亚湾和RENO的实验数据的分析,获得sinθ13和△m132的取值限定。最后,在中微子三味振荡的理论框架下,全局分析了反应堆中微子实验与太阳中微子实验的数据,给出目前已知的五种三味振荡参数中的三种sin2θ13、△m122、sin2θ12的新的拟合结果。
【图文】：
ｎｅｕｔｒｉｎｏ逦ｎｅｕｔｒｉｎｏ逦ｎｅｕｔｒｉｎｏ逦Ｗ邋ｂｏｓｏｎ逦＜逡逑图１．１：标准模型中基本粒子的相互作用Ｍｌ逡逑图１．１给出标准模型中的基本粒子以及在它们之间传播相互作用力的粒子。从逡逑图中可以看到，标准模型包括了费米子组和玻色子组。费米子组是标准模型的物逡逑质场，由１２个基本粒子（以及它们的反粒子）组成，它们的自旋为１／２且服从费逡逑米狄拉克统计，而且遵循泡利不相容原理。根据相互作用的不同，，这些费米子可逡逑以分成六个夸克和六个轻子。再根据物理性质的相似性，它们两两组成三代夸逡逑克和三代轻子。其中上夸克（ｕ）和下夸克（ｄ）组成第一代夸克，接着是粲夸克逡逑（ｃ）和奇异夸克（ｓ）组成第二代夸克，最后是顶夸克（ｔ）和底夸克（ｂ）。而轻逡逑子的排列与之相似，电子（ｅ）和电子中微子（N希┪谝淮嶙樱樱ǎ┖湾义厦又形⒆樱ǎィ┪诙嶙
本文编号：2573220
【图文】：
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