论文部分内容阅读
从上世纪初爱因斯坦提出狭义相对论以来，洛伦兹对称性一直被视为研究新事物和探寻新物理规律的一个重要的理论基石。在过去的一个世纪，狭义相对论的正确性也被大量的物理实验所证实。所以从目前的实验水平来看，洛伦兹对称性是一种很好的物理学对称性。但随着实验条件和理论物理的不断发展，近十年来洛伦兹破缺理论逐渐吸引了大量物理学家的注意力，并逐渐形成了一个新的研究热点。虽然现在还没有确凿的实验证据证实洛伦兹破缺确实存在，但已经有很多的理论模型，尤其是量子引力理论，显示洛伦兹对称性很可能仅是一种低能区域的近似对称性，在高能区域(1019GeV)洛伦兹对称性存在明显的破缺。
目前为止，无论是加速器还是高能宇宙射线所能达到的最高能量都远远小于1019GeV。所以目前我们还没有办法直接通过高能实验来探测超高能区域中的洛伦兹破缺效应。但如果洛伦兹对称性在高能区域确实存在明显的破缺，那我们可以很自然地做出如下的推想：这种破缺效应很可能会以一种间接的方式反映在低能区域。中微子振荡恰好为我们在低能区域研究洛伦兹破缺提供了一个很好的平台。目前解释中微子振荡的主流理论是：假设中微子味本征态是中微子质量本征态的混合态。中微子在传播过程中，因为不同质量本征态的相位不同，所以产生了振荡现象。但一方面现在的实验数据还不能在较宽的能量域内准确地测定出中微子的振荡周期，所以现在所获得的实验数据还不足以证明质量模型是解释中微子振荡的唯一正确性理论；另一方面到目前为止实验物理学家还未曾探测到右手的中微子和左手的反中微子，而这些粒子在质量中微子模型中都是应该现实存在的粒子。
在这篇论文中，我们采用无质量的中微子模型，利用洛伦兹破缺的有效场理论(SME)来解释中微子振荡，并具体地推导出中微子的振荡几率公式。为了减少公式中的洛伦兹破缺参数，便于实验拟合，论文中我们将具体的分析三种特殊的理论模型，通过比照中微子振荡的实验数据，我们可以定出中微子区域内洛伦兹破缺参数的上限。与中微子质量模型不同，在我们的计算结果中中微子的振荡振幅并非固定不变的，相反它是能量的函数，所以中微子的振荡振幅会随着中微子能量的变化而变化。这种新效应为实验上进一步研究和探测中微子振荡和洛伦兹破缺提供了新的理论依据。