DSpace at VNU: Khối lượng neutrino trong mô hình 331 với neutrino phân cực phải

Khối lượng neutrino mơ hình 331 với neutrino phân cực phải Nguyễn Thị Phương Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Vật lý Luận văn ThS Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết Vật lý toán Mã số: 60 44 01 Người hướng dẫn: TS Phùng Văn Đồng Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Tổng quan mơ hình chuẩn vật lý neutrino Trình bầy tương tác : Tương tác điện từ , tương tác yếu tương tác mạnh hạt mơ hình chuẩn Trên sở đó, cách khớp thực nghiệm tham số phần tương tác điện yếu mơ hình Đồng thời số nhược điểm mơ hình chuẩn Nghiên cứu mơ hình 331 phân cực phải: xếp hạt, boson chuẩn, tương tác Yukawa, vi phạm số lepton Trình bầy cách khắc phục khó khăn gặp phải phổ khối lượng neutrino mơ hình 331 phân cực phải cách đưa thêm vào lục tuyến S Từ điều kiện để ma trận khối lượng trộn neutrino phân cực trái neutrino phân cực phải thỏa mãn chế See-saw Tìm hiểu Higgs xét cực tiểu trị trung bình chân khơng để tìm hệ thức trị trung bình chân khơng, đánh giá điều kiện cực tiểu phù hợp để ma trận khối lượng trộn có dạng ma trận khối lượng trộn chế Seesaw Keywords: Vật lý lý thuyết; Vật lý toán; Neutrino Content Vật lý hạt dựa mơ hình chuẩn tương tác điện từ, yếu mạnh Mơ hình thể tính đắn thơng qua thực nghiệm vòng bốn mươi năm qua Mặc dù mơ hình đạt nhiều thành công, tồn số câu hỏi tự nhiên chưa giải đáp Ví dụ: mơ hình chuẩn, neutrino có khối lượng khơng không trộn lẫn, thực nghiệm mười năm qua chứng nhận neutrino có khối lượng nhỏ dao động Hay mơ hình chuẩn khơng thể giải thích lại có ba hệ fermion tự nhiên, điện tích quan sát lại có giá trị bội ngun lần điện tích ngun tố Bên dưới, chúng tơi điểm qua mơ hình chuẩn trình bày chi tiết số khó khăn trên, đồng thời đề cập đến hướng phát triển mà luận văn nhằm mục đích nghiên cứu Mục tiêu luận văn trình bày tổng quan mơ hình chuẩn vật lý neutrino Trên sở số nhược điểm mơ hình chuẩn nhược điểm lớn mơ hình chuẩn neutrino khơng có khối lượng Giới thiệu mơ hình 331 với neutrino phân cực phải, xác định số lepton giải thích vi phạm số lepton, neutrino nhận khối lượng phù hợp Giải thích chế seesaw, đưa lục tuyến Higgs vào mơ hình xác định khối lượng neutrino Viết Higgs giải thích tính tự nhiên nhỏ tham số vi phạm số lepton Trong luận văn xem xét vấn đề khối lượng neutrino nguồn gốc vi phạm số lepton mô hình 331 với neutrino phân cực phải Để thu khối lượng neutrino nhỏ đưa lục tuyến vơ hướng vào mơ hình Để giải thích chế seesaw làm việc tốt xét Higgs Từ điều kiện cực tiểu thu tham số vi phạm số lepton nhỏ tự nhiên Luận văn lời cảm ơn, kết luận danh mục tài liệu tham khảo, chia làm bốn chương: Ngoài lời cảm ơn phần mở đầu, nội dung lại luận văn xếp sau : Chương giới thiệu mô hình 331 với neutrino phân cựu phải, xác định số lepton giải thích vi phạm số lepton, neutrino nhận khối lượng phù hợp Chương giải thích chế seesaw, đưa lục tuyến Higgs vào mơ hình xác định khối lượng neutrino.Chương viết Higgs giải thích tính tự nhiên nhỏ tham số vi phạm số lepton Chi tiết sau: Chương 1: Trình bầy tổng quan mơ hình chuẩn vật lý neutrino Trình bầy tương tác : Tương tác điện từ , tương tác yếu tương tác mạnh hạt mơ hình chuẩn Trên sở đó, cách khớp thực nghiệm tham số phần tương tác điện yếu mơ hình Đồng thời số nhược điểm mơ hình chuẩn Một nhược điểm lớn mơ hình chuẩn neutrino khơng có khối lượng Chương 2: Mơ hình 331 với neutrino phân cực phải Trình bầy mơ hình 331 phân cực phải Trong mơ hình giải số vấn đề khó khăn mơ hình chuẩn, Tuy nhiên, phổ khối lượng neutrino tiên đoán mơ hình khơng phù hợp với khối lượng thực nghiệm tiên đốn Chương 3: Khối lượng neutrino Trình bầy cách khắc phục khó khăn gặp phải phổ khối lượng neutrino mơ hình 331 phân cực phải cách đưa thêm vào lục tuyến S Từ điều kiện để ma trận khối lượng trộn neutrino phân cực trái neutrino phân cực phải thỏa mãn chế See-saw Chương 4: Thế Higgs Viết Higgs xét cực tiểu trị trung bình chân khơng để tìm hệ thức trị trung bình chân khơng, đánh giá điều kiện cực tiểu phù hợp để ma trận khối lượng trộn có dạng ma trận khối lượng trộn chế Seesaw Mơ hình chuẩngồm hai phần mẫu Weinberg-Salam sắc động lực lượng tử Mẫu Weinberg-Salam mô tả tương tác điện từ tương tác yếu, sắc động lực lượng tử mơ tả tương tác mạnh Lý thuyết điện yếu, gọi mẫu Weinberg- Salam, chứa boson chuẩn tương ứng với nhóm đối xứng chuẩn Gọi số tương tác tương ứng g g’ Các trường fermion (gồm lepton quark) phân cực trái biến đổi lưỡng tuyến nhóm SU(2) Các trường phân cực phải biến đổi đơn tuyến nhóm Trong mơ hình chuẩn có ba hệ fermion lưỡng tuyến vơ hướng Higgs Siêu tích yếu xác định Q, Q tốn tử điện tích T¬3 vi tử SU(2) Nghiên cứu mơ hình - -1 với neutrino phân cực phải vấn đề khối lượng neutrino, luận văn thu kết sau : Trình bày thực nghiệm neutrino, mở rộng mô hình chuẩn thành mơ hình 3- 3- 1: Từ liệu thực nghiệm neutrino khí người ta thấy mẫu dao động phù hơp chuyển hóa neutrino muon thành neutrino tau Trong mơ hình leptonđược xếp vào tam tuyến, thành phần thứ neutrino phân cực phải Xác định số lepton cho hạt mơ hình: Trong mơ hình chuẩn fermion xếp theo hệ Khi xây dựng lý thuyết cần làm với hệ Các hệ khác thực hiên tương tự Một kết thực nghiệm quan trọng gần xác định số hệ mơ hình chuẩn Số hệ fermion số kiểu neutrino khác tính từ b Đưa lục tuyến Higgs xác định chế seesaw cho khối lượng neutrino: để xác định neutrino tau với khối lượng cỡ 0.1 eV, cần số tương tác nhỏ Điều khơng tư nhiên giống mơ hình 3-3-1 đề cập Cơ chế seesaw giải vấn đề với khối lượng neutrino thu nhỏ tự nhiên Vì nuclon phân cực phải khơng có số lượng tử mơ hình chuẩn, nên số hạng khối lượng không tư nhiên giống mơ hình 3-3-1 đề cập Cơ chế seesaw giải vấn đề với khối lượng neutrino thu nhỏ tự nhiên Xét Higgs, chứng minh tham số vi phạm số lepton tự nhiên nhỏ: Chúng ta biết neutrino nhận khối lượng số lepton bị phá vỡ tự phát thơng qua trung bình chân khơng khác khơng Điều xảy nào? Chúng ta giải thích cách đưa vào Higgs vi phạm số lepton Vì ngược lại, Higgs bảo toàn đối xứng chắn tham số vi phạm số lepton triệt tiêu Hệ neutrino có khối lượng Dirac khơng phù hợp với thực nghiệm Thế Higgs vi phạm số lepton cho ta giải thích thang sinh khối lượng neutrino quan sát nhỏ tự nhiên Dữ liệu thực nghiệm tìm kiếm suy yếu dòng sinh từ lò phản ứng với khoảng cách trung bình khoảng 200 km Thực nghiệm cung cấp chứng dao động neutrino electron ứng với hiệu khối lượng bình phương cỡ thực nghiệm mặt trời Thực nghiệm cung cấp chứng cho góc trộn lớn Tương tự, thực nghiệm K2K sử dụng chùm neutrino muon sinh từ máy gia tốc với lượng cỡ bậc GeV cho chứng suy yếu dòng neutrino đề xuất thực nghiệm quan sát thiếu hụt dòng neutrino khí Số liệu thống kê thực nghiệm có hạn chế nhiên chúng cung cấp chứng cho dao động neutrino muon thành neutrino tau Nguyên lý tiệm cận tự xác định số tương tác mạnh tái chuẩn hóa nhỏ lượng cao miền tính tốn xác tương tự lý thuyết điện yếu sử dụng lý thuyết nhiễu loạn Ở thang lượng thấp tương tác hạt nhân, số tương tác mạnh trở lên lớn lý thuyết nhiễu loạn làm việc Cũng lý kéo quark khỏi túi hadron Trong năm gần có nhiều tiếp cận để hiểu phân tích dự đoán sắc động lực lượng tử miền khơng nhiều loạn Ví dụ q trình Hadron mềm lý thuyết mạng References Tài liệu tham khảo [1] K Nakamura et al (Particle Data Group), J Phys G 37, 075021 (2010) [2] Y Fukuda et al [SuperK Collaboration], Phys Rev Lett 81, 1562 (1998); Phys Rev Lett 81, 1158 (1998); Erratum 81, 4279 (1998); Phys Rev Lett 81, 1562 (1998); Phys Rev Lett 82, 1810 (1999); Y Suzuki, [SuperK], Nucl Phys B 91 (Proc Suppl.), 29 (2001); Y Fukuda et al [SuperK], Phys Rev Lett 86, 5651 (2001); K Eguchi et al [KamLAND Collaboration], Phys Rev Lett 90, 021802 (2003) [3] S L Adler, Phys Rev 177, 2426 (1969); H Georgi and S L Glashow, Phys Rev D 6, 429 (1972); S Okubo, Phys Rev D 16, 3528 (1977); J Banks and H Georgi, Phys Rev 14, 1159 (1976) [4] Howard Georgi, Lie Algebras in Particle Physics, From Isospin to Unified Theories, Perseus Books, Massachusetts, (1999) [5] F Pisano and V Pleitez, Phys Rev D 46, 410 (1992); P H Frampton, Phys Rev Lett 69, 2889 (1992); R Foot et al., Phys Rev D 47, 4158 (1993) [6] M Singer, J W F Valle and J Schechter, Phys Rev D 22, 738 (1980); R Foot, H N Long and Tuan A Tran, Phys Rev D 50, R34 (1994); J C Montero, F Pisano and V Pleitez, Phys Rev D 35 47, 2918 (1993); H N Long, Phys Rev D 53, 437 (1996); 54, 4691 (1996) [7] W A Ponce, D A Gutierrez and L A Sanchez, Phys Rev D 69, 055007 (2004); A G Dias and V Pleitez, Phys Rev D 69, 077702 (2004); G Tavares-Velasco and J J Toscano, Phys Rev D 65, 013005 (2004); 70, 053006 (2004) [8] Hoang Ngoc Long, An introduction to Quantum Field Theory and Electroweak Model, Science and Technique Publishing House, Hanoi (2003) [9] P V Dong and H N Long, Phys Rev D 77, 057302 (2008) 36 ... Chương 2: Mơ hình 331 với neutrino phân cực phải Trình bầy mơ hình 331 phân cực phải Trong mơ hình giải số vấn đề khó khăn mơ hình chuẩn, Tuy nhiên, phổ khối lượng neutrino tiên đoán mơ hình khơng... luận văn xem xét vấn đề khối lượng neutrino nguồn gốc vi phạm số lepton mô hình 331 với neutrino phân cực phải Để thu khối lượng neutrino nhỏ đưa lục tuyến vơ hướng vào mơ hình Để giải thích chế... hình khơng phù hợp với khối lượng thực nghiệm tiên đốn Chương 3: Khối lượng neutrino Trình bầy cách khắc phục khó khăn gặp phải phổ khối lượng neutrino mơ hình 331 phân cực phải cách đưa thêm