Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)

Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)Xây dựng và khảo sát mô hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 bằng phương pháp nhiễu loạn (LA tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - PHÍ QUANG VĂN XÂY DỰNG VÀ KHẢO SÁT MƠ HÌNH KHỐI LƯỢNG NEUTRINO VỚI ĐỐI XỨNG VỊ A4 BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỄU LOẠN LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ HÀ NỘI – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - PHÍ QUANG VĂN XÂY DỰNG VÀ KHẢO SÁT MƠ HÌNH KHỐI LƯỢNG NEUTRINO VỚI ĐỐI XỨNG VỊ A4 BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỄU LOẠN LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết vật lý toán Mã số: 62 44 01 03 Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Anh Kỳ Hà Nội – 2017 Lời cảm ơn Lời xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc tới thầy Nguyễn Anh Kỳ, người tận tình hướng dẫn, định hướng, dìu dắt, giúp đỡ đường nghiên cứu khoa học tác phong làm việc nghiêm túc mệt mỏi Thầy thời gian hướng dẫn tơi làm nghiên cứu sinh hồn thành luận án tiến sĩ Luận án khơng thể hồn thành thiếu giúp đỡ nhiệt thành phong cách làm việc chuyên nghiệp TS Nguyễn Thị Hồng Vân, TS Đinh Nguyên Dinh việc trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm, buổi sinh hoạt nhóm, thảo luận chun mơn dài bất tận, nói tơi học nhiều điều từ đây, với nhận tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới họ Môi trường điều kiện học tập, nghiên cứu tốt sở đào tạo góp phần khơng nhỏ việc hình thành kỹ làm việc kết nghiên cứu luận án Qua xin gửi lời cảm ơn đến nơi đào tạo, nghiên cứu Viện Vật lý Học viên Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Nhân đây, muốn gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND đồng nghiệp nơi công tác giúp đỡ, động viên, hỗ trợ tạo nhiều điều kiện tốt công tác cho thời gian làm nghiên cứu sinh hoàn thành luận án Tơi gửi lời cảm ơn đến chương trình học bổng thuộc Đề án 911, Quỹ phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (Nafosted) theo đề tài số 103.03-2012.49 quỹ học bổng Odon Vallet thuộc Tổ chức Gặp gỡ Việt Nam hỗ trợ phần kinh phí cho tơi thời gian làm nghiên cứu sinh Và hết, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn tới bố mẹ, gia đình nhỏ, anh chị bạn bè người ủng hộ, động viên mặt để tơi vững tin hồn thành luận án Hà Nội, Mùa Thu 2016 i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan kết luận án "Xây dựng khảo sát mơ hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 phương pháp nhiễu loạn" kết nghiên cứu thân hướng dẫn thầy hướng dẫn hợp tác nhóm nghiên cứu Kết luận án kết không trùng lặp với kết luận án cơng trình có Hà Nội, 26-09-2016 ii Mục lục Lời cảm ơn i Lời cam đoan ii Danh sách hình vẽ iv Danh sách bảng vi Mở đầu Mơ hình chuẩn vấn đề khối lượng neutrino 11 1.1 Mơ hình chuẩn 11 1.1.1 Cấu trúc gauge mơ hình chuẩn 12 1.1.2 Phá vỡ đối xứng tự phát Cơ chế Higgs 14 1.1.3 Tương tác Yukawa khối lượng fermion 16 1.1.4 Các dòng tương tác điện yếu 18 1.2 Khối lượng chuyển hoá neutrino 20 1.2.1 Số hạng khối lượng Dirac Majorana 20 1.2.2 Ma trận trộn 23 1.2.3 Cơ chế cầu bập bênh 25 1.2.4 Chuyển hoá neutrino 31 1.2.5 Khối lượng neutrino số mở rộng mơ hình chuẩn 36 (1) Khối lượng chuyển hố neutrino mơ hình A4 2.1 Biểu diễn nhóm A4 mơ hình A4 (1) 2.2 Mơ hình chuẩn mở rộng A4 44 45 48 2.3 Phần vô hướng 49 2.4 Phần lepton 53 2.5 Khối lượng trộn neutrino 56 2.6 Pha Dirac vi phạm CP tham số Jarlskog 62 iii MỤC LỤC MỤC LỤC (10) Khối lượng chuyển hố neutrino mơ hình A4 (10) 3.1 Mơ hình chuẩn mở rộng A4 68 68 3.2 Phần vô hướng 70 3.3 Phần lepton 73 3.4 Khối lượng chuyển hoá neutrino 77 3.5 Nhận xét so sánh sơ lược hai mơ hình 87 Kết luận 89 Danh mục cơng trình cơng bố 91 A Chéo hố ma trận khối lượng neutrino 92 B Biểu diễn nhóm A4 95 C Biểu thức khai triển nhiễu loạn 101 Tài liệu tham khảo 105 iv Danh sách hình vẽ Nguồn neutrino mặt trời [13] Nguồn neutrino khí (do tia vũ trụ bắn phá hạt nhân bầu khí quyển) [13] 1.1 Đồ thị mô tả dạng Higgs [97] 15 1.2 Góc trộn neutrino biểu diễn theo góc Euler liên hệ gữa sở trạng thái riêng trạng thái khối lượng [109] 1.3 Cơ chế cầu bập bênh 25 26 1.4 Khối lượng neutrino hiệu dụng 28 1.5 Cơ chế seesaw I, III (hình trái), seesaw II (hình phải) 28 1.6 Cơ chế seesaw I 28 1.7 Cơ chế seesaw II 29 1.8 Cơ chế seesaw III 30 1.9 Các hướng để xây dựng mơ hình vật lý nghiên cứu neutrino 37 2.1 Trường thành phần mơ hình chuẩn với đối xứng vị A4 × ZN [109] 48 2.2 Phân bố δCP trường hợp NO 63 2.3 Sự phụ thuộc δCP theo sin2 θ13 trường hợp NO 64 2.4 Phân bố δCP trường hợp IO 64 2.5 Sự phụ thuộc δCP theo sin2 θ13 trường hợp IO 64 2.6 Phân bố JCP trường hợp NO IO 66 3.1 Neutrino hiệu dụng chế see-saw I 69 3.2 Cơ chế see-saw I với đối xứng vị A4 69 3.3 Khối lượng hiệu dụng | mee | hàm khối lượng neutrino; đồ thị (hình trái) thu (3.72) với θij ∈ 3σ δ, α21 , α31 ∈ [0, 2π], đồ thị (hình phải) từ [6] v 82 DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH HÌNH VẼ 3.4 JCP hàm θ13 (hình trái) hàm δCP (hình phải) với góc trộn θij ∈ 3σ pha δCP ∈ [0, 2π] 83 3.5 Phân bố δCP NO (hình trái) IO (hình phải) với nghiệm phân biệt tương ứng với màu đỏ xanh 84 3.6 Sự liên hệ δCP θ13 NO (hình trái) IO (hình phải), vùng 1σ, 2σ and 3σ tương ứng với màu đỏ, xanh xanh da trời 85 3.7 Phân bố JCP NO IO 85 3.8 JCP hàm θ13 NO (hình trái) IO (phải phải) 86 B.1 A4 nhóm đối xứng hình tứ diện 95 vi Danh sách bảng 1.1 Một số nhóm gián đoạn sử dụng việc mở rộng mơ hình chuẩn 42 2.1 Các phiên mơ hình chuẩn mở rộng với đối xứng vị A4 47 2.2 Các trường lepton vơ hướng với nhóm biến đổi A4 , Z3 , Z4 49 2.3 Dữ liệu thực nghiệm trường hợp NO IO [6, 7] 61 2.4 Giá trị trung bình δCP |JCP | trường hợp NO IO (1) mơ hình A4 66 (10) 69 3.2 Thang khối lượng mơ hình 76 3.1 Mô hình chuẩn mở rộng với đối xứng vị A4 3.3 Giá trị trung bình δCP |JCP | trường hợp NO IO (10) mơ hình A4 86 B.1 Lớp liên hợp A4 96 Mở đầu Giới thiệu neutrino Neutrino hạt fermion có spin 1/2, trung hồ điện có khối lượng nhỏ Nó hạt đặt biệt khó ghi nhận tương tác yếu với vật chất, tương tác thông qua lực yếu hấp dẫn, lại loại hạt có nhiều vũ trụ Neutrino có loại: neutrino electron (νe ), neutrino muon (νµ ) neutrino tau (ντ ), mật độ trung bình neutrino vũ trụ nν ≈ 336 cm−3 , thiên hà mật độ lớn phản ứng hạt nhân Neutrino nguyên thuỷ tạo từ khoảng 13 tỉ năm trước, thời kỳ đầu sau Vụ nổ lớn (bigbang), thời kỳ vũ trụ nóng, đậm đặc bao gồm hạt neutrino Nó sinh từ nhiều nguồn như: mặt trời, khí trái đất, lò phản ứng hạt nhân, supernova, bigbang [1–5] Kể từ phát hiện, neutrino đóng vai trò quan trọng vật lý hạt bản, vật lý thiên văn, vũ trụ học, mảnh ghép trọng yếu nhận thức vật chất vũ trụ Do tính chất đặc biệt hiểu biết hạn chế nên vấn đề vật lý neutrino đối tượng liên quan chủ đề quan tâm cần phải giải Hiện biết neutrino hạt có khối lượng nhỏ, chưa biết khối lượng xác chúng Năm 1967, ba nhà vật lý Sheldon Glashow, Abdus Salam Steven Weinberg đề xuất lý thuyết điện yếu Lý thuyết mô tả tương tác điện từ, yếu hạt bản, kể đến tương tác mạnh (cũng phát triển thời gian này), gọi mô hình chuẩn (MHC), lý thuyết gauge đối xứng SU (3)C × SU (2)L × U (1)Y Mơ hình chuẩn đem lại thành cơng lớn vật lý hạt bản: tiên đoán tồn boson W ± , Z, dòng trung hoà, quark t c Tuy nhiên, thành cơng MHC hạn chế chưa thể giải như: không thống tương tác hấp dẫn, khơng giải thích tồn ... nghiên cứu khối lượng chuyển hoá neutrino Mở đầu Mục tiêu luận án Xây dựng khảo sát mô hình chuẩn mở rộng với đối xứng vị A4 , tính tốn khối lượng chuyển hố neutrino phương pháp nhiễu loạn cho... DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - PHÍ QUANG VĂN XÂY DỰNG VÀ KHẢO SÁT MƠ HÌNH KHỐI LƯỢNG NEUTRINO VỚI ĐỐI XỨNG VỊ A4 BẰNG PHƯƠNG... "Xây dựng khảo sát mơ hình khối lượng neutrino với đối xứng vị A4 phương pháp nhiễu loạn" kết nghiên cứu thân hướng dẫn thầy hướng dẫn hợp tác nhóm nghiên cứu Kết luận án kết không trùng lặp với