中微子和味物理

高能物理分会年会2008中微子和味物理吴岳良中国科学院理论物理研究所中国科学院卡弗里理论物理研究所2008.4.26南京大学味物理?UpQuark,DownQuark,StrangeQuark…?+e、_e,ICFP2001Gell-Mann&FritzschonthewaytoLunchQuantumNumber:“Flavor”FlavorPhysics:PhysicsonQuarkFlavorandLeptonFlavorCPViolation,NeutrinoPhysics,BPhysics,Charm(J/ψ)Physics,HadronPhysics,NewPhysicsonFlavors,……规范相互作用1144iiLLLRRRLLRRLDDFFFF夸克禁闭之谜标量相互作用*LRRLCCRRRRNNNN味物理之谜标量场作用势V对称破缺之谜引力相互作用116RG暗宇宙之谜真空相互作用0V能量标度之谜标准模型中微子1930Pauli：中微子－s=1/2、NWIP、mm_e年仅三十岁的年青理论物理学家为解救在衰变中能量不守恒问题以及解释衰变中遇到的自旋和统计问题，大胆地提出了中微子这个新粒子的存在1933Fermi:H_3He_3+e+\bar1957Lee&Yang,宇称不守恒(诺贝尔物理奖)CSWu：宇称破坏实验1957Landau,Lee&Yang,Salam中微子没有质量m_=0、二分量理论、最大宇称破坏1958Feynman-Gell-Mann,Marshak-SudarshanV-A理论50周年!!!1967GWS标准模型：中微子无质量(诺贝尔物理奖)1957Pontecorvo中微子质量、中微子混合、中微子振荡_eanti-_e1957R.Davis:反应堆实验anti-+Cl_37e+Ar_371962莱特曼（Lederman），施瓦茨（Schwartz）和斯坦贝格（Steinberge)(获得了诺贝尔物理奖)Brookhaven_1962MNS–Maki-Nakagawa-Sakata混合角1967Pontecorvo_e_太阳中微子失宗½1967Davis开始太阳中微子实验1969Gribov&Pontecorvo提出Majorana-type中微子混合1976Bilenky&PontecorvoDirac-type中微子混合1979Wolfenstein中微子振荡的物质效应1979See-Saw机制＋大统一理论中微子物理变成热门课题1994：‘1，3，5’－Massive，‘2，4，6’－Massless，7－Nothink1998.6Super-Kamiokande实验组，中微子振荡中微子有质量中微子之谜许多基本问题到目前为止仍然不清楚中微子是Dirac粒子还是Majorana粒子？中微子质量的绝对值有多大？中微子质量是不是几乎简并的？与中微子有关的CP破坏如何？中微子的种类，Sterile中微子？中微子轻子数不守恒与物质-反物质不对称的联系怎样？中微子对宇宙大尺度的演化以及天体物理中的奇特现象(超新星暴发等)起着怎样的作用？理论问题为什么中微子质量比带电轻子和夸克小得多？(约为电子质量的百万分之一，为最重的顶夸克质量的十万亿分之一)为什么中微子混合角比夸克混合角大得多2-3混合角23是否严格地最大？13混合角数值的大小，Ue30？中微子质量的等级问题m3120？orm3120？1260.460.4344.00.43SNO1261.010.81SSMscm105.09scm105.05SSM预言一致：总的通量与在5.3s范围内发生味转化!arXiv:nucl-ex/0610020太阳内部核反应过程产生的中微子只有eSolarneutrino:SNOOscillationparameters：20.100.10sun0.070.0620.140.1552sun0.130.15tan0.56(stat)(syst)7.58(stat)(syst)10eVmarXiv:0801.4589Ascaledreactorspectrumwithoutdistortionsfromneutrinooscillationisexcludedatmorethan5σ!Reactorneutrino:KamLANDθz232atm23atm2eV104.3eV105.112sin92.0mAtmosphereneutrino:Super-KOscillationparameters：iαiiU31J.Valleetal.hep-ph/0405172,updatedatSep200713132323121223231212131310000000.010.0.0000001001iiiMNSicsecseUcsscescsecs太阳：Super-K,SNO大气：Super-K反应堆:KamLAND,CHOOZ加速器:K2K，MINOS是质量平方差是混合角振荡参数：2m中微子振荡公式：Neutrinooscillation1.Dirac/MajoranaNeutrinolessDoubleBetaDecay2.Massscale:m1NeutrinolessDoubleBetaDecay,SingleBetaDecay,Cosmology3.Massspectrum:Normal,Inverted,Degeneracy4.Howsmallisθ13,θ23maximal?5.LeptonicCPviolation6.3flavorunitarity?7.4generation,LSND?2222332mmmExcludesat98%CLtwo-neutrinoappearanceoscillationsasanexplanationoftheLSNDanomaly.arXiv:0704.1500MiniBooNE(3+1):inconsistencyatthelevelof4σ.(3+2),(3+3):severetensionatthelevelofmorethan3σ.arXiv:0705.0107IssuesandTestinneutrinophysics2.SingleBetaDecay3.NeutrinolessDoubleBetaDecay1.Cosmology(CMB+LSS):0.61eV(95%C.L.)WMAP5yearsimiieiemUm)(22TroitskeV2.2MainzeV3.2eemm||233222211eeeeeUmUmUmm(0.351.24)eV(HM)(0.331.35)eV(IGEX)eeeemmPlanck:0.025-0.1eVKATRIN:0.2eVCUORE:0.02-0.1eVStrumia-VissaniarXiv:hep-ph/0503246Neutrinomasses3σarXiv:hep-ph/050901913213DayaBay(90%CL)Sin20.01Kam-BiuLuk,Jan82007Int'lSymponNeutrinoPhysicsandNeutrinoCosmology221313Sin0.050Sin20.19Globalfits:Nh.c.nMMMnh.c.NMNNMLLRTDDcLRRcRRDLY02121RcLLNnTD1RDMMMMvFukugita&Yanagida(1986):LeptogenesisMechanismTypeII?TypeIII?Seesawmechanism2(2)(1)LYSUUZ0()/2SiASorAmaybeDarkMatter!R.Barbieri,L.HallandV.S.Rychkov,PRD74,015007,2007E.Ma,PRD73,077301,20063loopgenerationofneutrinomasses:L.M.Krauss,S.NasriandM.Trodden,PRD67,085002,2003Right-handedneutrinoasDarkMatter!OthermechanismforneutrinomassesTwoHiggsdoubletsModel:Tri-BimaximalMixing:12231332Sin;Sin;Sin03263033632632632632MNSU(Harrison,PerkinsandScott)24,,(3)...ZASOFriedberg-LeeSymmetry:InvariantunderFriedberg-Leesymmetry:hep-ph/0606071zaspace-timeindependentconstantelementoftheGrassmannalgebra相关文章：Xing,Zhang,Zhou,PLB641Luo,Xing,PLB646C.S.Huang,T.J.Li,W.LiaoandS.H.Zhu,arXiv:0803.4124FamilysymmetryF.Harrison,D.H.PerkinsandW.G.Scott,Phys.Lett.{\bfB530},167(2002)Z.-Z.Xing,Phys.Lett.{\bfB533},85(2002).P.F.HarrisonandW.G.Scott,Phys.Lett.{\bfB535},163(2002).P.F.HarrisonandW.G.Scott,Phys.Lett.{\bfB557},76(2003).X.G.HeandA.Zee,Phys.Lett.{\bfB560},87(2003).C.I.LowandR.R.Volkas,Phys.Rev.{\bfD68},033007(2003).E.Ma,Phys.Rev.{\bfD70},031901R(2004);E.Ma,hep-ph/0701016G.AltarelliandF.Feruglio,Nucl.Phys.{\bfB720},64(2005);E.Ma,Phys.Rev.D72,037301(2005).;E.Ma,Mod.\Phys.\Lett.\A20,2601(2005)A.Zee,Phys.Lett.{\bfB630},58(2005).E.Ma,Phys.\Rev.\D{\bf73},057304(2006).G.AltarelliandF.Feruglio,Nucl.Phys.{\bfB741},215(2006).W.GrimusandL.Lavoura,{\bfJHEP},0601:018(2006).J.E.KimandJ.-C.Park,{\bfJHEP}0605:017(2006).N.Singh,M.RajkhowaandA.Borach,hep-ph/0603189.R.Mohapatra,S.NarisandY.-H.Yu,Phys.Lett.{\bfB639}318(2006).P.KovtunandA.Zee,Phys.Lett.{\bfB640}(2006)37.N.Haba,A.WatanabeandK.Yoshioka,Phys.Rev.Lett.97(2006)041601.X.G.He,Y.Y.KeumandR.