毕业论文中微子天体

烟台大学毕业论文设计分类号编号烟台大学毕 业 论 文（设 计）中微子天体应用前景研究The application prospect of neutrino object research申请学位：工学学士院系：光电信息技术科学学院专业：应用物理姓名：宋娜学号：201257501135指导老师：李营（副教授）2016 年 5 月 25 日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）烟台大学毕业论文（设计）中微子天体的应用前景研究The application prospect of neutrino object research申请学位：理学学士院 系：光电信息技术科学学院专 业：应用物理姓 名：宋娜学 号：201257501135指导老师：李营（副教授）2016 年 5 月 6 日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）中微子天体应用前景研究姓名：宋娜导师：李营2016 年 5 月 25 日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：光电信息科学技术学院姓名 宋娜 学号 201257501135 毕业届别 2016 专业 应用物理毕业论文（设计）题目 中微子天体应用前景研究指导教师 李营 学历 博士 职称 副教授 所学专业 理论物理主要内容:本论文主要讨论中微子天体物理的应用前景等相关内容，论文简单介绍了中微子的发现、特点和分类，以及中微子振荡的相关内容，主要讲述其天体应用。基本要求:第一，着重培养学生动手实践、解决问题及独立分析的能力；第二，专业相关的外文的阅读和翻译能力；第三，使用网上资源寻找答案并解决问题的的能力；第四，团队合作解决问题的能力；第五，撰写论文的能力以及答辩时的口头表达能力。主要参考资料:中微子质量及中微子振荡实验何景堂进度安排：1-6 周： 查找、阅读、翻译文献。 6-7 周：动手设计硬件并调试7-8 周： 撰写论文大纲。 8-10 周：撰写论文。10-11 周：论文修改完善。 11-13 周：定稿，打印论文，准备答辩。指导教师（签字）：年月日院（系）意见：教学院长（主任） （签字）：年月日备注：烟台大学毕业论文（设计）烟台大学毕业论文（设计）1【摘要】中微子是一种在自然界中广泛存在的质量非常小的电中性粒子，以接近光的速度运动，具有极其特殊的性质。2012 年，中国大亚湾实验研究所宣布发现了第三种中微子振荡，至此中微子振荡全部得以证实，证明了中微子具有质量，从而可以解释 衰变之谜和太阳中微子短缺问题。中微子是当前例粒子物理、天体物理学以及宇宙学的交叉前沿学科，且本身有大量谜团未解开。作为宇宙的重要组成部分，它是唯一一种曾在实验室里发现的暗物质粒子，因此，对恒星发射的中微子进行探测，可以获得有关恒星内部的信息，进而探索宇宙未知空间。本论文主要讨论中微子天体物理的应用前景等相关内容，论文简单介绍了中微子的发现、性质和中微子振荡的相关内容，以及中微子在天体方面的应用，对中微子未来发展前景作出展望。【关键词】中微子、中微子震荡、天体物理；应用前景烟台大学毕业论文（设计）2【Abstract】Neutrinos are widely exists in the nature of the very small quality electrically neutral particles, at nearly the speed of light sport, have special properties.Announced in 2012, the Chinese institute of Da YaWanbay, discovered a third type of neutrino oscillation, thus neutrino oscillation all confirmed, proved that the neutrino has quality, which can explain the mystery of beta decay and shortage of solar neutrinos.Neutrinos are the current cases of particle physics, astrophysics and cosmology cross frontier subjects, and itself has a lot of mystery unsolved.As an important part of the universe, it is the only kind of dark matter particles found in the lab, as a result, the launch of the neutrino detection of stars, can obtain information about stars inside, and then to explore the universe to unknown space.This thesis mainly discuss the application prospect of neutrino astrophysics related content, the paper simply introduces the discovery of neutrinos, nature and the related content of neutrino oscillation, and neutrinos【Key word】Neutrinos、Neutrino oscillation、astrophysics、application prospect烟台大学毕业论文（设计）3目录第一章 绪论 .4第二章中微子概述 .52.1 中微子的发现 .52.2 中微子的性质 .82.3 中微子的分类 .92.3.1 电子中微子 .92.3.2 子中微子 .102.3.3 子中微子 .102.4 中微子的质量 .10第三章中微子振荡 .123.1 什么是中微子振荡 .123.2 中微子振荡的研究历程 .123.3 研究理论 .16第四章中微子天体的应用 .184.1 中微子天文学 .184.2 中微子实验 .18第五章中微子研究的困难及展望 .20致谢 .22参考文献 .23烟台大学毕业论文（设计）4第一章 绪论自 1929 年提出以来,泡利不相容问题是否中微子是巨大的一直是一个有趣的问题。标准模型(SM)包含只在左撇子对比无质量的中微子。但是没有基本原则与规范不变性使光子质量,禁止大量的中微子。大多数扩展 SM 预测中微子质量小但非零。中微子质量非零不仅会构成一个的超出标准模型物理信号,它也将有助于探索底层评估对称管理的交互。此外,由于中微子在恒星演化中发挥的重要作用,超新星动力学、核合成和结构形成早期宇宙中巨大的中微子的影响可能非常重要的天体物理学和宇宙学。自中微子被发现以来，各国科学家都在致力于它的研究。2015 年，中微子振荡问鼎诺贝尔物理学奖，再次将中微子推向了热议的高潮，中微子渐渐被大家熟知。那么，什么是中微子？研究中微子的意义在哪呢？就中微子本身而言，作为组成自然界最基本的粒子之一，研究它的意义，宏观世界来说，是研究宇宙的起源与演化问题，中微子的研究成果对揭示宇宙起源和对物理学未来发展方向具有重大意义。微观来说，是对物质结构组成的研究。且中微子堪称诺贝尔奖富矿，目前为止，已获得六次诺贝尔物理奖。但关于中微子，依旧有许多谜团未解开，比如，中微子的质量还无法具体测量，中微子振荡还有未测到的参数等等。本文将围绕中微子展开一系列的探究，从中微子的基本性质着手，对其特性、分类及应用等进行分析了解，揭开中微子的神秘面纱。烟台大学毕业论文（设计）5第二章 中微子概述2.1 中微子的发现中微子是一种极其神秘的基本粒子，它是 20 世纪 30 年代泡利为了解决当时原子核物理研究中的一个疑难 衰变的连续电子能谱而“发明”的。当时，对阿尔法、伽马、贝塔三种射线的研究成果表示：在量子的理论中，能量的吸收和发射不是连续的，原子的光谱和伽马射线、阿尔法射线的释放都是不连续的，这些情形是符合原子的能量守恒定律，阿尔法射线和伽马射线的能谱是分立的， 射线的能谱是连续的，要想遵循能量守恒定律，必须将电子能量的最大值和原子核的末态能量相加，但是这一实际情况违背了与原子核处于分离的量子状态的事实，也就是我们之后所知道的 衰变之迷。有两种可以选择的实验事实与理论可以用来解释 衰变之谜：一种选择是认可 衰变是二体衰变，并且假设 衰变过程打乱了动量和能量的守恒定律，即不承认在衰变过程中的能量和动量的守恒定律；另一种选择是假设 衰变并不是二体衰变，承认能量和动量守恒定律是正确的，并且在 衰变的末态中还出现了一种我们无法在实验中检测到的第三个粒子。当年，玻尔对第一种观点深信不疑，提出了一种可以解释 衰变的理论，但是由于它与自然界最普遍的客观事物的规律即所谓的能量转化和守恒定律相违背，所以在当时人们对他的观点难以认同。然而，在泡利坚持不懈的刻苦研究下，一个全新的理论诞生： 衰变并不是所谓的二体衰变，而是三体衰变，并且在一次衰变中动量和能量都将遵循守恒定律，在衰变过程中除了放出电子外，还放出一种不带电、质量基本为零的粒子。1这种电中性的粒子不同于光子，它在被放射出去的时候会带走部分能量从而导致能量出现亏损，这种新粒子也就是中微子。第二年泡利又做出深入地论证指出，中微子产生于衰变过程。1934 年费米创建的 衰变理论指出：在 衰变过程中，通过粒子间的弱相互作用，中子转化为一个质子、一个电子和一个电子反中微子。在原子核内 粒子和中微子不单独存在，而是由核子通过作用在各能级态发生跃迁时产生，这就是所谓