无中微子末态的双β衰变及其新物理模型研究

【摘要】本论文主要介绍在中微子质量起源机制——跷跷板模型下的无中微子的双β衰变,并研究它对于模型参数的限制。太阳中微子、大气中微子、反应堆中微子以及加速器中微子实验,为中微子是有质量的粒子这一事实提供了强有力的证据。理论物理学家也对标准模型进行了扩充来构造了很多中微子模型。论文中我们首先介绍标准模型的相关知识,以及带电轻子、夸克以及规范玻色子获取质量的方式。中微子振荡实验的探测揭示了不同代中微子之间是存在质量差的,我们简单的推导了不同代中微子在真空以及介质中互相振荡的概率,介绍了有效势,MSW效应等概念。跷跷板机制是自然地产生不为零但极小中微子质量的一种有效方式,同时中微子的Majorana质量项则会导致△L=2的轻子数破坏过程的发生,例如无中微子的双β衰变,△L=2的τ轻子和介子衰变,μ-e在原子核中的转化等。同时,对于无中微子的双β衰变的研究可以帮助我们更深入的了解中微子的本质,是Dirac粒子还是Majorana啦子,以及中微子质量层级的研究。我们计算相关过程的半衰期,发现它与有效Majorana质量时成正比的。本文更新了相关实验对于轻子数破坏过程的半衰期的测量值,并计算了更新值对于相关有效Majorana质量的限制。我们讨论了几类对标准模型的不同扩充,例如加入惰性中微子,加入higgs三重态,左右手模型,研究这些新引入的成分会对轻子数破坏过程造成额外的贡献道,研究发现不同新物理模型对无中微子的双β的新贡献可以用来有效地限制相关的新物理参数。
【作者】彭静祎；
【导师】陈绍龙；
【作者基本信息】华中师范大学，理论物理，2014，硕士
【关键词】标准模型；中微子质量；seesaw机制；无中微子末态的双β衰变过程；

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