第575章 中微子振蕩相關的課題
更新時間:2021-04-27 作者:一白化貝
學霸從改變開始 第575章 中微子振蕩相關的課題
一番云雨之后，陳舟與楊依依溫存了一會，便起床了。 雖耽誤了起床時間，但從陳舟的表情就能看出。 他還是十分滿足的。 因老爸老媽在，而不得已分房睡的苦悶，在昨晚至今晨，全部消失。 解決了早餐之后，陳舟和楊依依在燕大校園里，閑逛了一會，便徑直回到了宿舍。 倒不是為別的，陳舟所剩時間不多了。 而楊依依也得為LIGO的研究課題，提前準備些資料。 所以，回到宿舍的兩人，很默契的就在書桌旁坐下了。 那種曾經相伴的感覺，也在此刻再次浮現在陳舟的心頭。 下意識的，陳舟就扭頭看了楊依依一眼。 楊依依似有所感，也扭頭看向了陳舟。 兩人相視一笑，一切盡在不言中。 陳舟對于中微子振蕩相關課題的研究，也進入了最關鍵的地方。 事實上，關于中微子振蕩的發現，已經是被證實的客觀事實。 不管是太陽中微子、大氣中微子，還是華國所發現的第三張反應堆中微子振蕩。 已經分別從三個角度，相輔相成的，完全發現了中微子振蕩現象。 2015年的諾貝爾物理學獎，表彰的便是中微子振蕩現象的發現，從而證實了中微子有質量。 這也是到目前為止，中微子研究領域里，第四次獲得諾貝爾物理學獎。 值得一提的是，因中微子振蕩的基礎性發現和研究，揭示了可能遠遠超越標準模型的新前沿。 2016年基礎物理學突破獎，授予的便是研究中微子振蕩的7名領導者，和他們領導的5個研究團隊。 這其中，便有華國高能所王教授和他所領導的華國大亞灣中微子實驗團隊。 但這卻并不意味著，中微子振蕩的研究，已經沒有什么可發現的。 恰恰相反，中微子振蕩相關課題的研究，才剛剛展開。 在中微子振蕩相關的課題中，也是為高能物理研究學者們，所認可的，下一個諾獎級工作，將很可能關于中微子CP破壞的發現。 以及在無中微子雙β衰變實驗中，可能首次確認中微子是馬約拉納中微子，也就是Majorana中微子。 可實際上，在這兩個大方向之中，還有著亟待解決的許多問題。 雖然中微子振蕩現象已經被發現，可由于大氣中微子實驗不能給出Δm²32的符號。 因此并不清楚m3與m2的質量順序。 同樣，目前實驗上還不能測量Δm²31的符號。 也就意味著，無法確定中微子的質量等級。 而這個中微子的質量順序問題，便是后續中微子振蕩相關的課題研究，想要進行下去，必須解決的第一個難題。 其后，才是中微子的CP破壞效應和無中微子雙β衰變實驗。 CP破壞將導致正反中微子振蕩概率不同，很可能與宇宙起源中的“反物質消失之謎”相關。 而質量順序所影響的便是振蕩概率，CP破壞的測量。 并且還決定了無中微子雙β衰變實驗的前景。 此外，還有中微子的絕對質量問題，也就是陳舟最初在CERN參與到的，尋找重中微子的實驗。 目前實驗上只給出中微子質量的上限，卻無法準確確定中微子的質量。 雖說隨著實驗測量精度的提高，中微子絕對質量的上限，會進一步壓低。 但是，只有真正尋找到重中微子，才能以一種客觀的方式，判定中微子的質量。 這也是陳舟目前所進行的中微子振蕩相關課題的核心點之一。 之所以說是之一，是因為陳舟并沒有局限于重中微子的尋找。 既然中微子研究領域，還有這么多未解決的問題。 甚至于中微子的研究，很有可能揭示出宇宙的奧秘。 那陳舟自然不會放過，這隱藏在中微子背后的新物理。 事實上，如果往大了去說，中微子振蕩相關課題的研究，確實更加令人期待。 三種質量狀態不同的中微子，其質量狀態輕重的問題，將有助于確定宇宙大爆炸伊始時，大統一作用力的統一方式。 中微子的振蕩，很可能有助于去理解，宇宙中物質和反物質為何不對稱這一問題。 而所謂的第四種惰性中微子會不會存在，又很有可能解答暗物質之謎。 怎么樣？ 聽著是不是很牛逼？ 沒錯，陳舟也是一樣，最初就是這么入坑的。 然后，就被中微子振蕩的相關課題，困住了這么長時間。 隨著時間的流逝，陳舟和楊依依都沉浸在自己的研究狀態之中。 先前被搬到陳曉所住房間的草稿紙，也被陳舟再次搬了回來。 并且增加了新的厚度。 “中微子振蕩的規律，是由6個參數決定的，包括3個中微子混合角θ12、θ23、θ13，2個質量平方差Δm²21、Δm²32，以及1個電荷宇稱相位角δ……” “在這6個參數中，太陽中微子振蕩實驗確定了其中的一組參數，sin²2θ12≈0.86，Δm²21≈7.5×105eV²……” “大氣中微子振蕩實驗確定了另一組參數，sin²2θ23≈1，Δm²32≈2.5×103eV²……” “而大亞灣實驗以超過5倍標準偏差的置信水平，精確測量了中微子參數θ13的大小，sin²θ130.092±0.016（stat.）±0.005（stat.）……” “6個中微子振蕩參數，已經測得5個，只有CP破壞角δ未知……” “但是，太陽中微子振蕩因為有物質效應，可以確定中微子質量本征態m2比m1重……” “而大氣中微子實驗，卻不能給出Δm²32的符號，也就是并不清楚m3與m2哪個更重……” 陳舟回想著先前文獻資料里所整理的內容。 這也是到目前為止，中微子科研領域里，所取得的全部成果了 而這，也正是中微子質量順序問題。 也是陳舟目前正在全力突破的問題。 略一思索，陳舟拿起筆，開始在草稿紙上書寫起來。 實際上，未來有希望測定中微子的電荷宇稱破缺相位，以及中微子質量排序的中微子振蕩實驗，已經在計劃實施中了。 實驗計劃也是分別從現有經驗中，總結出來的包括有研究反應堆反電子中微子振蕩的，華國江門中微子實驗與韓國RENO50實驗。 有研究加速器中微子振蕩的日國HyperK實驗和米國的DUNE實驗，以及研究大氣中微子振蕩的印度INO實驗、歐洲的KM3NeTORCA實驗和米國PINGU實驗。 只不過，這些實驗所需的時間，還很漫長。 理想狀態下，大概是在下一個五年到二十年的時間內，完成這方面的實驗研究。 這也是陳舟回到華國之后，會繼續進行中微子振蕩相關課題研究的原因之一。 他想試著自己從理論層面，先突破這些中微子振蕩相關課題。 再從實驗上去驗證理論。 即使自己的課題小組，無法尋找到理論中的東西。 那也能夠給這些計劃中的實驗，一些啟發。 時間轉眼來到中午。 楊依依微微偏頭，看了陳舟一眼，準備喊他去吃午飯。 只不過，看到陳舟專注的樣子后，楊依依又沒忍心打斷他。 想了想，和以前一樣，楊依依自己去餐廳吃飯了。 順帶著給陳舟買了一分蓋澆飯。 楊依依再次回到宿舍時，陳舟已經放下筆，正皺眉思索著。 聽到開門聲，陳舟下意識的轉頭看了一眼。 見是楊依依，他的眉頭瞬間便舒展了開來，笑著說道：“怎么去吃飯，也不喊我一下？” 楊依依輕笑著回道：“我怕打斷你的思路，萬一耽誤了我們的大科學家，那可就麻煩咯。” 陳舟站起身，微笑著伸手揉了揉楊依依的腦袋：“你現在也開始調侃我了。” “我可沒有……”楊依依俏皮的吐了吐舌頭。 陳舟伸手接過蓋澆飯，走出屋子，在客廳的餐桌前坐下。 打開餐盒，陳舟看了一眼，立馬回頭說道：“依依，沒想到你還記得我喜歡吃魚香肉絲蓋澆飯……” 楊依依也走到餐桌旁坐下：“嘿嘿，快吃吧。” 陳舟點點頭，快速消滅著眼前的食物。 “慢點吃，又沒人跟你搶。”楊依依滿眼溫柔的看著陳舟。 吃完飯，陳舟還很沒形象的打了個飽嗝。 頓時引得楊依依大笑起來：“你這也吃的太飽了吧？” 陳舟擦了擦嘴，卻說道：“哪有，我還沒吃飽呢。” 楊依依止住笑聲，疑惑的看著陳舟：“沒吃飽？那你這打嗝聲，也太假了吧？” 陳舟迎上楊依依的目光，沖她眨了眨眼：“飯是吃飽了，可是嘛……” 一瞬間，楊依依明白了陳舟的意思，頓時俏臉上攀上了一層紅暈。 “咳咳，沒個正形……”楊依依起身開始收拾陳舟吃完的餐盒，轉而說道，“好啦，吃飽了，就歇一會，然后趕快進行你的研究！” “嘿嘿，所謂飽暖思依依嘛……”陳舟嬉笑著說道。 “哼！”楊依依輕哼一聲，卻沒再多說什么。 當然，陳舟也只是嘴上說一說。 他和楊依依在休息了一會后，便再次坐到了書桌前。 楊依依所需要整理的資料，還有一些。 而陳舟對于中微子振蕩相關課題的研究，也仍然還在繼續。 離著陳舟給研究小組人員放假結束的時間，已經越來越近了。 陳舟卻還沒有突破中微子振蕩相關課題的理論研究。 說真的，他此刻的心情，還是挺煩悶的。 “從中微子大會與國際高能物理大會上，公布的目前實驗結果上看，中微子的電荷宇稱守恒至少在2倍標準偏差以上被排除……” “而中微子質量在1倍標準偏差范圍內，傾向于正常排序，也就是m3比m2重，m2比m1重……” 陳舟轉變思路，打算從已知的實驗結果，結合最大的可能性，去反推理論內容。 這也是陳舟第二次這么去做了。 先前楊依依看到陳舟皺著眉頭，就是因為第一次嘗試的結果，并不理想。 一下午的時間，并沒有給陳舟帶來理想的結果。 他從中微子振蕩概率到更深一步的質量順序問題上，再次遇到了麻煩。 準確來說，這不僅僅是中微子的質量順序問題上，所產生的麻煩。 這是整個中微子振蕩相關的課題中，都牽涉的麻煩。 “明天再來吧，晚上陪依依出去走走，明天她就走了……” 這樣想著的陳舟，便放下了筆，將草稿紙整理在了一起。 而楊依依此時，早已將自己的研究資料，全部整理妥當。 她并沒有像陳舟一樣，遇到難以解決的問題。 按照預定的計劃，她完成了LIGO研究課題，需要提前準備的資料。 整理好草稿紙，陳舟扭頭笑看著楊依依，道：“依依，我們晚上出去逛逛吧？” “好。”楊依依應了一聲，兩人便準備出門。 只不過，還沒走到門口，陳舟的手機便響了起來。 來電顯示是陳海寧。 陳舟按下接聽鍵，便聽到陳海寧的聲音：“陳哥，明天我就到燕京了，幫你申請專利的事，已經搞得差不多了，還需要你最后露個臉。” 陳舟一時沒反應過來：“露個臉？” 陳海寧解釋道：“就是親自確認一下專利申請書啦，陳哥你畢竟是學術大佬嘛，說露臉顯得牛逼點，嘿嘿……” 陳舟頓時滿頭黑線，他還以為要干啥呢。 “行，你明天到了，和我說一下。”陳舟回道。 實際上，陳舟對于專利申請這事，還是有些興趣的。 正好趁著明天，跟陳海寧一起，了解一下這方面的事情。 和陳海寧在電話里，又溝通了一下時間地點。 陳舟便掛斷了電話。 “海寧明天要來？” 楊依依自然聽到電話里的聲音。 “嗯，明天海寧過來，幫我把專利申請的事，最后敲定……” 陳舟將電話內容，簡單跟楊依依說了一下。 陳舟說完后，楊依依說道：“那我們明天正好還可以小聚一下，我們和海寧也很長時間沒有見了……” “嗯，正好我們小聚之后，我再送你去機場……”陳舟贊同的點點頭。 隨即，陳舟和楊依依出了門，徑直往燕京最繁華的商場而去。 令陳舟沒想到的是…… 在路上，他的電話，又響了起來…… 學霸從改變開始 第575章 中微子振蕩相關的課題
一番云雨之后，陳舟與楊依依溫存了一會，便起床了。 雖耽誤了起床時間，但從陳舟的表情就能看出。 他還是十分滿足的。 因老爸老媽在，而不得已分房睡的苦悶，在昨晚至今晨，全部消失。 解決了早餐之后，陳舟和楊依依在燕大校園里，閑逛了一會，便徑直回到了宿舍。 倒不是為別的，陳舟所剩時間不多了。 而楊依依也得為LIGO的研究課題，提前準備些資料。 所以，回到宿舍的兩人，很默契的就在書桌旁坐下了。 那種曾經相伴的感覺，也在此刻再次浮現在陳舟的心頭。 下意識的，陳舟就扭頭看了楊依依一眼。 楊依依似有所感，也扭頭看向了陳舟。 兩人相視一笑，一切盡在不言中。 陳舟對于中微子振蕩相關課題的研究，也進入了最關鍵的地方。 事實上，關于中微子振蕩的發現，已經是被證實的客觀事實。 不管是太陽中微子、大氣中微子，還是華國所發現的第三張反應堆中微子振蕩。 已經分別從三個角度，相輔相成的，完全發現了中微子振蕩現象。 2015年的諾貝爾物理學獎，表彰的便是中微子振蕩現象的發現，從而證實了中微子有質量。 這也是到目前為止，中微子研究領域里，第四次獲得諾貝爾物理學獎。 值得一提的是，因中微子振蕩的基礎性發現和研究，揭示了可能遠遠超越標準模型的新前沿。 2016年基礎物理學突破獎，授予的便是研究中微子振蕩的7名領導者，和他們領導的5個研究團隊。 這其中，便有華國高能所王教授和他所領導的華國大亞灣中微子實驗團隊。 但這卻并不意味著，中微子振蕩的研究，已經沒有什么可發現的。 恰恰相反，中微子振蕩相關課題的研究，才剛剛展開。 在中微子振蕩相關的課題中，也是為高能物理研究學者們，所認可的，下一個諾獎級工作，將很可能關于中微子CP破壞的發現。 以及在無中微子雙β衰變實驗中，可能首次確認中微子是馬約拉納中微子，也就是Majorana中微子。 可實際上，在這兩個大方向之中，還有著亟待解決的許多問題。 雖然中微子振蕩現象已經被發現，可由于大氣中微子實驗不能給出Δm²32的符號。 因此并不清楚m3與m2的質量順序。 同樣，目前實驗上還不能測量Δm²31的符號。 也就意味著，無法確定中微子的質量等級。 而這個中微子的質量順序問題，便是后續中微子振蕩相關的課題研究，想要進行下去，必須解決的第一個難題。 其后，才是中微子的CP破壞效應和無中微子雙β衰變實驗。 CP破壞將導致正反中微子振蕩概率不同，很可能與宇宙起源中的“反物質消失之謎”相關。 而質量順序所影響的便是振蕩概率，CP破壞的測量。 并且還決定了無中微子雙β衰變實驗的前景。 此外，還有中微子的絕對質量問題，也就是陳舟最初在CERN參與到的，尋找重中微子的實驗。 目前實驗上只給出中微子質量的上限，卻無法準確確定中微子的質量。 雖說隨著實驗測量精度的提高，中微子絕對質量的上限，會進一步壓低。 但是，只有真正尋找到重中微子，才能以一種客觀的方式，判定中微子的質量。 這也是陳舟目前所進行的中微子振蕩相關課題的核心點之一。 之所以說是之一，是因為陳舟并沒有局限于重中微子的尋找。 既然中微子研究領域，還有這么多未解決的問題。 甚至于中微子的研究，很有可能揭示出宇宙的奧秘。 那陳舟自然不會放過，這隱藏在中微子背后的新物理。 事實上，如果往大了去說，中微子振蕩相關課題的研究，確實更加令人期待。 三種質量狀態不同的中微子，其質量狀態輕重的問題，將有助于確定宇宙大爆炸伊始時，大統一作用力的統一方式。 中微子的振蕩，很可能有助于去理解，宇宙中物質和反物質為何不對稱這一問題。 而所謂的第四種惰性中微子會不會存在，又很有可能解答暗物質之謎。 怎么樣？ 聽著是不是很牛逼？ 沒錯，陳舟也是一樣，最初就是這么入坑的。 然后，就被中微子振蕩的相關課題，困住了這么長時間。 隨著時間的流逝，陳舟和楊依依都沉浸在自己的研究狀態之中。 先前被搬到陳曉所住房間的草稿紙，也被陳舟再次搬了回來。 并且增加了新的厚度。 “中微子振蕩的規律，是由6個參數決定的，包括3個中微子混合角θ12、θ23、θ13，2個質量平方差Δm²21、Δm²32，以及1個電荷宇稱相位角δ……” “在這6個參數中，太陽中微子振蕩實驗確定了其中的一組參數，sin²2θ12≈0.86，Δm²21≈7.5×105eV²……” “大氣中微子振蕩實驗確定了另一組參數，sin²2θ23≈1，Δm²32≈2.5×103eV²……” “而大亞灣實驗以超過5倍標準偏差的置信水平，精確測量了中微子參數θ13的大小，sin²θ130.092±0.016（stat.）±0.005（stat.）……” “6個中微子振蕩參數，已經測得5個，只有CP破壞角δ未知……” “但是，太陽中微子振蕩因為有物質效應，可以確定中微子質量本征態m2比m1重……” “而大氣中微子實驗，卻不能給出Δm²32的符號，也就是并不清楚m3與m2哪個更重……” 陳舟回想著先前文獻資料里所整理的內容。 這也是到目前為止，中微子科研領域里，所取得的全部成果了 而這，也正是中微子質量順序問題。 也是陳舟目前正在全力突破的問題。 略一思索，陳舟拿起筆，開始在草稿紙上書寫起來。 實際上，未來有希望測定中微子的電荷宇稱破缺相位，以及中微子質量排序的中微子振蕩實驗，已經在計劃實施中了。 實驗計劃也是分別從現有經驗中，總結出來的包括有研究反應堆反電子中微子振蕩的，華國江門中微子實驗與韓國RENO50實驗。 有研究加速器中微子振蕩的日國HyperK實驗和米國的DUNE實驗，以及研究大氣中微子振蕩的印度INO實驗、歐洲的KM3NeTORCA實驗和米國PINGU實驗。 只不過，這些實驗所需的時間，還很漫長。 理想狀態下，大概是在下一個五年到二十年的時間內，完成這方面的實驗研究。 這也是陳舟回到華國之后，會繼續進行中微子振蕩相關課題研究的原因之一。 他想試著自己從理論層面，先突破這些中微子振蕩相關課題。 再從實驗上去驗證理論。 即使自己的課題小組，無法尋找到理論中的東西。 那也能夠給這些計劃中的實驗，一些啟發。 時間轉眼來到中午。 楊依依微微偏頭，看了陳舟一眼，準備喊他去吃午飯。 只不過，看到陳舟專注的樣子后，楊依依又沒忍心打斷他。 想了想，和以前一樣，楊依依自己去餐廳吃飯了。 順帶著給陳舟買了一分蓋澆飯。 楊依依再次回到宿舍時，陳舟已經放下筆，正皺眉思索著。 聽到開門聲，陳舟下意識的轉頭看了一眼。 見是楊依依，他的眉頭瞬間便舒展了開來，笑著說道：“怎么去吃飯，也不喊我一下？” 楊依依輕笑著回道：“我怕打斷你的思路，萬一耽誤了我們的大科學家，那可就麻煩咯。” 陳舟站起身，微笑著伸手揉了揉楊依依的腦袋：“你現在也開始調侃我了。” “我可沒有……”楊依依俏皮的吐了吐舌頭。 陳舟伸手接過蓋澆飯，走出屋子，在客廳的餐桌前坐下。 打開餐盒，陳舟看了一眼，立馬回頭說道：“依依，沒想到你還記得我喜歡吃魚香肉絲蓋澆飯……” 楊依依也走到餐桌旁坐下：“嘿嘿，快吃吧。” 陳舟點點頭，快速消滅著眼前的食物。 “慢點吃，又沒人跟你搶。”楊依依滿眼溫柔的看著陳舟。 吃完飯，陳舟還很沒形象的打了個飽嗝。 頓時引得楊依依大笑起來：“你這也吃的太飽了吧？” 陳舟擦了擦嘴，卻說道：“哪有，我還沒吃飽呢。” 楊依依止住笑聲，疑惑的看著陳舟：“沒吃飽？那你這打嗝聲，也太假了吧？” 陳舟迎上楊依依的目光，沖她眨了眨眼：“飯是吃飽了，可是嘛……” 一瞬間，楊依依明白了陳舟的意思，頓時俏臉上攀上了一層紅暈。 “咳咳，沒個正形……”楊依依起身開始收拾陳舟吃完的餐盒，轉而說道，“好啦，吃飽了，就歇一會，然后趕快進行你的研究！” “嘿嘿，所謂飽暖思依依嘛……”陳舟嬉笑著說道。 “哼！”楊依依輕哼一聲，卻沒再多說什么。 當然，陳舟也只是嘴上說一說。 他和楊依依在休息了一會后，便再次坐到了書桌前。 楊依依所需要整理的資料，還有一些。 而陳舟對于中微子振蕩相關課題的研究，也仍然還在繼續。 離著陳舟給研究小組人員放假結束的時間，已經越來越近了。 陳舟卻還沒有突破中微子振蕩相關課題的理論研究。 說真的，他此刻的心情，還是挺煩悶的。 “從中微子大會與國際高能物理大會上，公布的目前實驗結果上看，中微子的電荷宇稱守恒至少在2倍標準偏差以上被排除……” “而中微子質量在1倍標準偏差范圍內，傾向于正常排序，也就是m3比m2重，m2比m1重……” 陳舟轉變思路，打算從已知的實驗結果，結合最大的可能性，去反推理論內容。 這也是陳舟第二次這么去做了。 先前楊依依看到陳舟皺著眉頭，就是因為第一次嘗試的結果，并不理想。 一下午的時間，并沒有給陳舟帶來理想的結果。 他從中微子振蕩概率到更深一步的質量順序問題上，再次遇到了麻煩。 準確來說，這不僅僅是中微子的質量順序問題上，所產生的麻煩。 這是整個中微子振蕩相關的課題中，都牽涉的麻煩。 “明天再來吧，晚上陪依依出去走走，明天她就走了……” 這樣想著的陳舟，便放下了筆，將草稿紙整理在了一起。 而楊依依此時，早已將自己的研究資料，全部整理妥當。 她并沒有像陳舟一樣，遇到難以解決的問題。 按照預定的計劃，她完成了LIGO研究課題，需要提前準備的資料。 整理好草稿紙，陳舟扭頭笑看著楊依依，道：“依依，我們晚上出去逛逛吧？” “好。”楊依依應了一聲，兩人便準備出門。 只不過，還沒走到門口，陳舟的手機便響了起來。 來電顯示是陳海寧。 陳舟按下接聽鍵，便聽到陳海寧的聲音：“陳哥，明天我就到燕京了，幫你申請專利的事，已經搞得差不多了，還需要你最后露個臉。” 陳舟一時沒反應過來：“露個臉？” 陳海寧解釋道：“就是親自確認一下專利申請書啦，陳哥你畢竟是學術大佬嘛，說露臉顯得牛逼點，嘿嘿……” 陳舟頓時滿頭黑線，他還以為要干啥呢。 “行，你明天到了，和我說一下。”陳舟回道。 實際上，陳舟對于專利申請這事，還是有些興趣的。 正好趁著明天，跟陳海寧一起，了解一下這方面的事情。 和陳海寧在電話里，又溝通了一下時間地點。 陳舟便掛斷了電話。 “海寧明天要來？” 楊依依自然聽到電話里的聲音。 “嗯，明天海寧過來，幫我把專利申請的事，最后敲定……” 陳舟將電話內容，簡單跟楊依依說了一下。 陳舟說完后，楊依依說道：“那我們明天正好還可以小聚一下，我們和海寧也很長時間沒有見了……” “嗯，正好我們小聚之后，我再送你去機場……”陳舟贊同的點點頭。 隨即，陳舟和楊依依出了門，徑直往燕京最繁華的商場而去。 令陳舟沒想到的是…… 在路上，他的電話，又響了起來…… 學霸從改變開始 第575章 中微子振蕩相關的課題
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