中微子磁矩研究.pdf

1、在標準模型中，中微子是電中性的無質(zhì)量純左手粒子，沒有磁矩等電磁性質(zhì)。自從發(fā)現(xiàn)中微子振蕩現(xiàn)象，我們知道中微子必須有微小的質(zhì)量才可能來解釋實驗。但是對于中微子磁矩等電磁性質(zhì)，則一直都沒有明確的結(jié)論。中微子電子低能散射實驗也只能夠給出一個很寬泛的上限，這個上限和最小修正標準模型(只加入右手中微子)中的中微子磁矩相比還差很多個量級。了解更多的中微子磁矩等電磁性質(zhì)，也許我們就可以區(qū)分出來中微子到底是Majorana粒子還是Dirac粒子，并且有助

2、于理解很多的物理現(xiàn)象。
　　 本文主要分為三個部分。第一部分介紹中微子電磁性質(zhì)。從洛倫茲不變性和電磁規(guī)范不變性，推導出中微子頂點函數(shù)只有四個形狀因子，分別為電荷形狀因子fQ(q2)、磁形狀因子fM(q2)、電形狀因子fE(q2)和anapole形狀因子fA(q2)。Majorana中微子和Dirac中微子形狀因子有很大的不同，Majorana中微子只可能有anapole一個形狀因子。從理論上來討論Majorana中微子和Dira

3、c中微子的磁矩和電矩，以及中微子磁矩的實驗上限值。雖然中微子電荷是零，但是中微子還是可以有有效的電荷半徑。中微子anapole形狀因子和anapole矩也有相應的討論。
　　 第二部分討論中微子電子散射過程。從中微子電子彈性散射實驗可以得到中微子有效半徑和有效磁矩的上限值。但是，在電子反沖能量在10keV量級甚至更小時，即和原子電離能量相當，需要考慮這種效應對散射過程的影響。用兩種不同的方法估計中微子磁矩對微分散射截面的貢獻，結(jié)

4、果表明在當前的實驗條件下并不能顯著降低中微子磁矩上限值。
　　 第三部分討論第二類seesaw機制中的中微子電磁性質(zhì)。簡單介紹第二類seesaw機制，包括Higgs勢、Higgs質(zhì)量本征值以及中微子質(zhì)量。在第二類seesaw機制中單圈(包括三頂點圖和y-Z自能圖)直接計算中微子的電磁性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)Majorana中微子只能有anapole形狀因子。而且明確驗證單個費曼圖都有的f5(q2)形狀因子，在對所有的貢獻求和之后實際上就消失掉