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中微子物理学理论研究取得新进展
文章来源:  |  发布时间:2014-11-01  |  浏览:

        最近,中国科学院高能物理研究所理论室周顺副研究员与其合作者瑞典皇家理工学院Tommy Ohlsson教授作为共同通讯作者在《Nature Communications》杂志(2013年SCI影响因子为10.742)上发表了有关中微子理论研究新进展的综述文章(链接:Nature Communications 5 (2014) 5153)。该文不仅全面介绍了中微子质量模型、物理学基本参数随能标的演化行为及重正化群方法在中微子物理学中的应用,而且总结了作者及其研究团队在中微子理论研究领域的最新成果。这是《Nature Communications》自创刊以来首次发表粒子物理学理论方面的综述性文章。

  自1998年以来,大气、太阳、加速器和反应堆中微子振荡实验提供了大量确凿的证据显示中微子具有非简并的静止质量和轻子存在显著的味混合效应,而粒子物理学的标准模型预言中微子质量为零,所以中微子质量和轻子味混合是迄今为止唯一具有坚实实验基础的、超越标准模型的新物理。如何产生中微子质量和解释轻子味混合模式是基本粒子物理学的重大难题,而这一难题的解决方案通常是在超高能标处引入新的基本粒子和对称性。只有通过重正化群方程研究基本物理参数随能标的演化,才能将超高能标处的理论预言与低能实验观测结果相比较,因此中微子质量和混合参数的重正化群方程演化对探寻中微子质量和轻子味混合的起源至关重要。

  周顺副研究员从研究生阶段开始便与理论物理室邢志忠研究员和张贺博士合作研究费米子质量和味混合参数的重正化群演化行为。2008年,他们基于当时最新的实验数据和完整的重正化群方程组,精确地计算了不同能标处夸克和轻子的跑动质量,研究成果发表于Phys. Rev. D 77 (2008) 113016。目前该论文已被引用220余次(基于国际高能物理数据库INSPIRE),成为费米子质量和新物理模型构造的经典引文之一。2012年,大型强子对撞机LHC发现希格斯粒子的质量约为125 GeV后,周顺与合作者在国际上率先研究了标准模型的真空稳定性问题,分析了后者对希格斯粒子和顶夸克质量的敏感程度。该工作发表于Phys. Rev. D 86 (2012) 013013,至今已被国际同行引用50余次。

  大亚湾合作组2012年3月对最小中微子混合角θ13的发现性测量引领中微子物理学进入了精确实验测量的时代,相关的理论研究必须紧紧跟上。周顺副研究员所带领的中微子课题组目前正致力于研究与江门中微子实验有关的各种理论和唯象学问题,期待不久的将来取得新进展和重要成果。

 

 

说明:上图分别显示了在5维时空的普适额外维模型(5D-UEDM)、标准电弱模型(SM)和最小超对称模型(MSSM)中轻子味混合角θ12随能标的演化行为(引自论文Nature Communications 5 (2014) 5153)。

 

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