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“从三代中微子振荡的完整框架来看的话,对于中微子振荡的理论研究,可以先从真空中的中微子振荡入手……”
时间来到晚上8点,陈舟重新沉浸于自己的研究之中。
中微子振荡理论的基础,也是理想的真空状态下。
中微子在真空中通过味态产生,传播过程则是质量态。
最后再以味态进行探测,中微子混合味中的组成成分,就发生了改变。
这种中微子味转移的现象,也就是中微子振荡。
“中微子的味态是中微子质量态的线性叠加,具体符合式子是Vα(x)=α=1,2,3∑UaaVa(x)……”
陈舟的大脑在飞速运转的同时,草稿纸上的公式,也开始多了起来。
在这个公式下方,陈舟又标注了三个条件。
1是中微子是确定能量和动量的平面波,2是中微子是相对论性粒子,3是中微子的传播方向沿着一个确定的轴方向。
这是因为,只有在前人所做的真空中的中微子振荡实验所作出的近似条件下,所推出的中微子振荡实验公式,再去谈及比较复杂的太阳中微子振荡实验,才是有意义的。
理论研究,在任何时候,也是从基础到复杂的。
结合这三个近似条件,陈舟手中的笔,快速的在草稿纸上移动。
“……最后,可以得到振荡几率的表达式:p(α→β;t)=∑|U*αa|2|Uβa|2+2Re[a≠b∑U*αaUβaUabU*βb·exp(-i(Δm2ab2p)t)]……”
“这里的α,β为中微子的味态,t为质量本征态的时间演化,i是x轴的单位向量,U*为混合矩阵,Δmab为中微子的质量差,p为中微子的存活几率……”
得到这个振荡几率的表达式后,陈舟停下了手中的笔,习惯性的点了点草稿纸。
脑海中飞速闪过两个条件。
是中微子振荡发生需要满足的两个条件。
1是中微子必须要有质量差。
2是混合矩阵必须存在非零的非对角元素,也就是中微子必须是混合的。
由此也可以确定最基本的一点,中微子具有质量!
只有确定了这一点,寻找重中微子的实验,也才有意义。
不再点击草稿纸,陈舟拿紧手中的笔,开始由二味中微子混合矩阵入手,结合振荡公式,从理论上推导需要定义振荡波长为多少,才能使得振荡的幅度毕竟明显。
随着时间的推移,陈舟也得到了想要的理论公式。
由此,也就可以确定,在中微子振荡实验中,要想精确的确定不同的中微子的质量差和混合角,实验设置要选择对应的,不同中微子振荡参数合适的距离,使得振荡项最大。
初步完成真空中中微子振荡的理论梳理之后,陈舟瞥了眼时间,已经是夜里1点多了。
想了想,陈舟并没有立即对下一个,太阳中微子的MSW效应中中微子振荡实验,开展理论研究。
他重新拿起先前放在一边的草稿纸,开始着手再次梳理一遍。
不知为何,陈舟总觉得自己似乎漏掉了什么东西。
只可惜,再次梳理了一遍的陈舟,也还是没有找到那感觉里遗漏的内容。
第二天,陈舟依照着自己的良好生活习惯。
起床晨跑。
随后,解决完早饭问题,便回到了自己的房间。
陈舟在昨天就已经跟贝尔托卢奇说过,他需要独立且安静的空间和时间。
所以,的实验准备,他就先不参加了。
等到他完成自己的理论研究之后,或者说,他取得了理论研究的初步进展之后,再来跟研究人员一起,进行今年的这最后一项重大实验。
贝尔托卢奇虽然有些不愿意,但最终还是同意了陈舟的请求。
本来嘛,贝尔托卢奇和米彻·约翰斯通就是打着陈舟回来参加实验,好让他见识到的强大实力,从而打动陈舟,让这位史上最年轻的诺贝尔物理学奖得主加入的小心思。
可现在,人家完全有着自己的计划,压根不是那么好打动的。
不过,贝尔托卢奇和米彻·约翰斯通一商量,两人也改变了一开始的计划。
既然陈舟本人对本次寻找重中微子实验的研究,是十分上心的,那就尊重他自己的意愿,在实验安排上去配合他。
让陈舟在实验的具体内容上,认识的强大实力,也是一种可行的办法。
说不定,有着这样一位出色的物理学家,做理论研究的后盾,他们也能有一些意外的收获呢?
回到房间的陈舟,很快便进入了状态。
虽然说昨晚只睡了4个小时多点,但陈舟却觉得自己的精神状态,还是十分饱满的。
怎么说呢,有些人可能真的适合搞科研工作。
当他一投入进去的时候,立马就变得不一样了。
别说犯困打盹了,就连一丢丢走神,那都是绝对没有的。
“在两代中微子条件下,当物质中产生一个电子味中微子Ve,有Ve=cosφV1+sinφV2……”
“在达到A≈Ar区域后,r为太阳中心到所在位置的距离,中微子变为一半Ve,一半Vμ……”
“这种状态类似于真空中45°混合情况,振荡得到极大增强!”
“当中微子传播传播到物质表面的时候,变为V2=cosφVμ+sinφVe……”
“这种情况,对很多发生在共振区域的振荡过程成立,在物质中振荡加强称为MSW效应。”
开始梳理太阳中微子MSW效应的陈舟,整个人的思维也变得异常活跃。
实际上,MSW效应在太阳中微子振荡的过程中扮演很重要的角色。
从太阳的核心到太阳的表面,太阳的密度逐渐减小,在小于0.9个半径范围内,近似的看作其按指数形式减少。
随着对太阳中微子的MSW效应的研究,陈舟眼前的草稿纸,也逐渐变得厚了起来。
时间在流逝,但陈舟对中微子振荡的研究,却在逐渐深入。
一周的时间,很快过去。
陈舟书桌上的草稿纸,也堆了满满的两摞。
只不过,这些草稿纸并不全是中微子相关研究的内容。
还有数学上极小模型纲领的研究,以及化学和材料学上,对粒子探测器的研究。
虽然此时陈舟的研究重心,是放在这次的寻找重中微子实验上的。
但是,已经确定的研究方向和研究课题,他自然不会长时间放着,就此搁置。
要知道,一天放下,可能没有什么。
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