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中微子物理进展

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中微子物理进展. ***** 2005 年 5 月 至 2006 年 10 月 *****. (A) 若干事件 (B) 实验进展 (C) 理论热点 (D) 总结展望. 邢志忠 ( 高能所 ). 高能物理学会第七届学术年会 , 06 年 10 月 , 桂林. 7 月 28 日 , Nature 436 (2005) 499 KamLAND 合作组首次测量地球中微子 geo-neutrinos due to the earth’s natural radioactivity. 8 月 17 日 , J. Bahcall 逝世 , 享年 71 岁.

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中微子物理进展

*****2005年5月至2006年10月*****

(A)若干事件

(B)实验进展

(C)理论热点

(D)总结展望

邢志忠 (高能所)

高能物理学会第七届学术年会,06年10月,桂林

slide2

7月28日,Nature 436 (2005) 499KamLAND合作组首次测量地球中微子

geo-neutrinos due to the earth’s natural radioactivity

8月17日,J. Bahcall逝世,享年71岁

若干事件 (2005)

6月30日-7月5日,Lepton-Photon2005国际会议,Uppsala

slide3

4月22日,APSApril Meeting (50 Years since the Discovery of Parity Nonconservation in the Weak Interaction),Dallas

5月31日,R. Davis Jr.逝世,享年92岁

[2002 诺贝尔奖得主]

Majorana

1906-2006

100年纪念

若干事件 (2006)

6月13日-19日,Neutrino2006国际会议,Santa Fe

7月26日-8月2日,ICHEP2006会议,莫斯科

kamland7
实验进展 (KamLAND)

振荡

PRL 94 (2005) 081801

slide11

实验进展 (Super-K)

T. Kajita/ISVHECRI 06

slide12

hep-ex/0607088

实验进展 (MINOS)

slide13

Strumia & Vissani

hep-ph/0606054

中微子振荡数据 (2006)

slide15

理论热点: 味对称性

A4:

E. Ma, hep-ph/0508099 (MPLA)

G. Altarelli, F. Feruglio,hep-ph/0512103 (NPB)

何小刚, Y.Y. Keum, R. R. Volkas, hep-ph/0601001(JHEP)

G. Altarelli, F. Feruglio,Yin Lin,hep-ph/0610165

S3:

Y. Koide, hep-ph/0509214 (PRD)

N. Haba, K. Yoshioka,hep-ph/0511108(NPB)

S4:

E. Ma, hep-ph/0508231(PLB)

C. Hagedorn, M. Lindner, R. Mohapatra, hep-ph/0602244 (JHEP) Yi Cai, 于海波, hep-ph/0608022

SO(3):

S. King, hep-ph/0506297 (JHEP)

SU(3):

I. Varzielas, G. Ross, hep-ph/0507176(NPB)

slide16

多数味对称性都得出唯象上与实验非常接近的轻子混合模式Tri-Bimaximal Neutrino Mixing

李政道hep-ph/0605017 几何解释

Harrison & Perkins & Scott, PLB 530 (2002) 167

邢志忠, PLB 533 (2002) 85

理论热点: 味对称性

Z2:

R. Mohapatra, W. Rodejohann, hep-ph/0507312(PRD)

Y. Ahn,S. Kang, C. Kim, J. Lee, hep-ph/0602160(PRD)

邢志忠,张贺,周顺,hep-ph/0607091(PLB)

……

对称性破坏对Tri-Bimaximal Mixing的修正:

S. Kang, 邢志忠,周顺, hep-ph/0511157(PRD)

R. Friedberg, 李政道, hep-ph/0606071

何小刚,徐一鸿, hep-ph/0607163 ……

slide17

早期工作: 不同轻子味贡献

R. Barbieri et al,hep-ph/9911315(NPB)

T. Endoh, T. Morozumi, 熊兆华, hep-ph/0308276 (PTP)

(a) 重子数不对称的计算结果会比原先的估计增大三到十倍

(b) 总的CP不对称为零亦可得到与观测相符的重子数不对称

(c) 可以一般性地将轻子的高能与低能CP破坏现象联系起来

近期工作最新结果

A. Abada et al, hep-ph/0601083 (JCAP);hep-ph/0605281;

E. Nardi et al, hep-ph/0601084 (JHEP); S. Pascoli et al,hep-ph/0609125;

S. Antusch et al,hep-ph/0609038; S. Blanchet et al, hep-ph/0607330;

G.C. Branco et al,hep-ph/0609297.

重的右手中微子强质量等级极限

Resonant Leptogenesis

A. Pilaftsis et al, hep-ph/0506107 (PRD);

邢志忠,周顺, hep-ph/0607302.

TeV重的右手中微子质量近简并极限

理论热点: Leptogenesis味效应

Baryogenesis via Leptogenesis解释宇宙的物质-反物质不对称

slide18

理论热点: 检验Seesaw?

0.1~0.4 TeV

1~2.5 TeV

对撞机与TeV右手中微子

LHC

(LEP)

N

mixing

0.4~1 TeV

Discovery Potentials

ILC

CLIC

韩涛& 张斌, hep-ph/0604064 (PRL);F. Aguila et al, hep-ph/0606198; M. Buckley & H. Murayama, hep-ph/0606088

slide19

CMB

Light absorbed

(1e:1:1)

Neutrino (1e:2)

Proton scattered

by magnetic field

neutrino

photon

proton

PeV

EeV

TeV

ZeV

Log E (GeV)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

理论热点: 超高能中微子望远镜

straight-line propagation, unabsorbed, but difficult to detect

a sufficiently large neutrino detector ---neutrino telescopes

slide20

ANTARES

La-Seyne-sur-Mer, France

BAIKAL

Russia

NEMO

Catania, Italy

NESTOR

Pylos, Greece

AMANDAandIceCube

South Pole, Antarctica

理论热点: 超高能中微子望远镜

slide21

我们的工作 对distant astrophysical sources处的中微子味分布做一般的参数化并证明两个源参数原则上可以在中微子望远镜中探测到

标准源

理论热点: 超高能中微子望远镜

F. Halzen, D. Hooper, hep-ph/0510048 (PRD)

P. Serpico, hep-ph/0511313 (PRD)

G. Bertone, astro-ph/0603148 (PRD)

邢志忠, 周顺,astro-ph/0603781 (PRD)

M. Ahlers, J. Kersten, A. Ringwald, hep-ph/0604188 (JCAP)

W. Winter, hep-ph/0604191 (PRD)

I. Albuquerque, G. Burdman, Z. Chacko, hep-ph/0605120

邢志忠, hep-ph/0605219 (PRD)

V. Barger, P. Huber, D. Marfatia, hep-ph/0606311

G. Fogli et al, hep-ph/0608321

D. Majumdar, A. Ghosal,hep-ph/0608334 ……

slide22

季向东等人的模型(举例):

  • Lopsided型质量矩阵能够给出左手轻子间的大混合角
  • 能够解释Georgi-Jarlskog带电轻子与夸克的质量关系
  • 能够预言右手中微子质量谱并给出sin22_13=0.074
  • 通过Leptogenesis机制可以产生宇宙的重子数不对称

理论热点: 大统一模型

SO(10):

R. Dermisek, M. Harada, S. Raby,hep-ph/0507045 (PLB)

季向东, 李营川, R. Mohapatra,hep-ph/0510353 (PLB)

K. Bhattacjarya et al, hep-ph/0601170 (PRD)

B. Bajc,hep-ph/0602166

S. Bertolini, M. Malinsky, T. Schwetz,hep-ph/0605006 (PRD)

季向东, 李营川, R. Mohapatra, S. Nasri, 张越, hep-ph/0605088

W. Grimus, H. Kuhbock,hep-ph/0607197

……

slide23

各类模型预言的统计分析:Albright, Chen, hep-ph/0608137

味对称性模型

&

Texture Zero

模型

Archive

before

June 2006

该文共考虑了63个模型,其中半数预言sin^2 2_13的值大于等于0.015。

理论热点: _13的理论预言

slide24

SO(10) GUT with

对称/反对称Higgs

SO(10) GUT with

lopsidedmatrix

其他

slide25

味对称性模型&Texture Zero模型

模型预言

Archive from June

to October 13

GUT

其他

slide26

理论热点: 其他研究课题

中微子质量及混合参数随能标的演化

Seesaw参数对中微子重整化效应的影响

J. Ellis, A. Hektor, M. Kadastik, K. Kannike, M. Raidal,

hep-ph/0506122 (PLB)

通过辐射修正产生CP破坏

罗舒, 梅建伟, 邢志忠, hep-ph/0507065 (PRD)

邢志忠, hep-ph/0510312 (PLB)

罗舒, 邢志忠, hep-ph/0603091 (PLB)

Dirac中微子的RGE跑动 vs. Majorana中微子的RGE跑动

M. Lindner, M. Ratz, M. Schmidt,hep-ph/0506280(JHEP)

邢志忠, 张贺, hep-ph/0601106

某些模型或统一理论的RGE效应

梅建伟, 邢志忠,hep-ph 0506304(PLB)中微子民主型混合

罗舒, 邢志忠,hep-ph/0509065(PLB) Tri-Bimaximal中微子混合

M. Schmidt, A. Smirnov,hep-ph/0607232夸克轻子互补

slide27

各种Seesaw机制及相关的中微子唯象学

  • M. Malinsky, J. Romao, J. Valle, hep-ph/0506296 (PRL)
  • E. Akhmedov, M. Frigerio, hep-ph/0509299 (PRL)
  • S. Kang, 邢志忠, 周顺, hep-ph/0511157 (PRD)
  • F. Joaquim, A. Rossi, hep-ph/0604083 (PRL)
  • N. Haba, hep-ph/0603119, hep-ph/0608257
  • Gouvea, J. Jenkins, N. Vasudevan, hep-ph/0608147
  • 顾佩洪, 何红建, hep-ph/0610275

中微子质量矩阵的零结构

R. Mohanta, G. Kranti, A. Giri, hep-ph/0608292

M. Obara, 邢志忠, hep-ph/0608280

M. Randhawa, G. Ahuja, M. Gupta, hep-ph/0607074(PLB)

K. Matsuda, H. Nishura,hep-ph/0606142(PRD)

S. Tatur, J. Bartelski, hep-ph/0605261(PRD)

A. Merle, W. Rodejohann, hep-ph/0603111(PRD)

理论热点: 其他研究课题

slide28

国内作者一些其他方面的文章

陈伯伦, H. L. Ge, C. Giunti, 刘秋宇, hep-ph/0605195

郭新恒, 杨炳林,hep-ph/0605122(PRD)

Y. F. Li, 刘秋宇,hep-ph/0604069

廖益,hep-ph/0604016(NPB)

邢志忠, 张贺, hep-ph/0602134(PLB)

H. Fritzsh, 邢志忠, hep-ph/0601104(PLB)

李楠, 马伯强,hep-ph/0601031(PRD)

顾佩洪, 毕效军, 冯波, 杨炳林, 张新民, hep-ph/0512076

顾佩洪, hep-ph/0511028(PRD)

刘秋宇, 陈伯伦, J. zhou, M. J. Luo, S. C. Jing, hep-ph/0509182

黄新兵, hep-ph/0507234

罗芮,hep-ph/0506020 ……

理论热点: 其他研究课题

新人

倍出

致歉: 未被注意和未能被提及的工作和有关作者

slide29

全方位综述

R. Mohapatra et al, hep-ph/0510213

A. Strumia, F. Vissani, hep-ph/0606054

专题性综述

G. Fogli, E. Lisi, A. Marrone, A. Palazzo, hep-ph/0506083

R. Mohapatra, A. Smirnov, hep-ph/0603118

J. Lesgourgues, S. Pastor, astro-ph/0603494

J. Valle, hep-ph/0608101

郭万磊, 邢志忠, 周顺, (IJMPE 出版印刷中)

国内理论毕业论文

博士:郭万磊(高能所)、顾佩洪(高能所)

硕士:梅健伟(高能所)、晁伟(南开)、李楠(北大)

理论热点: 综述与毕业论文

slide30

问题1:中微子是Dirac粒子还是Majorana粒子?

问题2:中微子究竟有多少种/代/个?

问题3:中微子的绝对质量?

问题4:中微子的相对质量?

问题5:最小轻子混合角究竟有多小?

问题6:轻子CP对称性破坏?

问题7:中微子质量起源的动力学及其能标?

……

这些还只是粒子物理学家的很多基本问题中的一部分.

中微子天文学、中微子宇宙学等领域也存在不少难题.

总结展望: 问题

slide31

超低能? 超高能? 中微子物理学实属于”全能”物理学?

超轻味? 超重味? 中微子的味使得味物理更加”够味”?

总结展望: 定位

slide32

让历史…那什么…告诉未来?

百亿年前中微子出世,

几十万年前人类出现,

五十年前测到中微子.

大爆炸

歌德

历史给予

我们的最

好的东西

就是它激

起的热情

致谢

张越(北京大学)

郭万磊(理论所)

Midori Obara(高能所)

罗舒(高能所)

张贺(高能所)

周顺(高能所)

晁伟(高能所)

大湮灭

大亚湾