卷二 學術生涯
第五百七十五章 中微子振蕩相關的課題

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。
而這個中微子的質量順序問題,便是後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。
也就意味著,無法確定中微子的質量等級。
和陳海寧在電話里,又溝通了一下時間地點。
不管是太陽中微子、大氣中微子,還是華國所發現的第三種反應堆中微子振蕩。
中微子的振蕩,很可能有助於去理解,宇宙中物質和反物質為何不對稱這一問題。
「好。」楊依依應了一聲,兩人便準備出門。
「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-宇稱守恆至少在2倍標準偏差以上被排除……」
楊依依也走到餐桌旁坐下:「嘿嘿,快吃吧。」
然後,就被中微子振蕩的相關課題,困住了這麼長時間。
之所以說是之一,是因為陳舟並沒有局限於重中微子的尋找。
這也是陳舟第二次這麼去做了。
在路上,他的電話,又響了起來……
那種曾經相伴的感覺,也在此刻再次浮現在陳舟的心頭。
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。
陳舟迎上楊依依的目光,沖她眨了眨眼:「飯是吃飽了,可是嘛……」
這是整個中微子振蕩相關的課題中,都牽涉的麻煩。
「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……」
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……」
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。」
事實上,關於中微子振蕩的發現,已經是被證實的客觀事實。
見是楊依依,他的眉頭瞬間便舒展了開來,笑著說道www.hetubook.com.com:「怎麼去吃飯,也不喊我一下?」
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,並不理想。
她並沒有像陳舟一樣,遇到難以解決的問題。
既然中微子研究領域,還有這麼多未解決的問題。
楊依依所需要整理的資料,還有一些。
順帶著給陳舟買了一分蓋澆飯。
而質量順序所影響的便是振蕩概率,CP破壞的測量。
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。
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……」
「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≈7.5×10^-5eV2……」
「嘿嘿,所謂飽暖思依依嘛……」陳舟嬉笑著說道。
他和楊依依在休息了一會後,便再次坐到了書桌前。
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。
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。
但這卻並不意味著,中微子振蕩的研究,已經沒有什麼可發現的。
恰恰相反,中微子振蕩相關課題的研究,才剛剛展開。
只不過,看到陳舟專註的樣子后,楊依依又沒忍心打斷他。
只不過,這些實驗所需的時間,還很漫長。
頓時引得楊依依大笑起來:「你這也吃的太飽了吧?」
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。
實際上,陳舟對於專利申請這事,還是有些興趣的。
想了想,和以前一樣,楊依依自己去餐廳吃飯了。
當然,陳舟也只是嘴上說一說。
陳舟點點頭,快速消滅著眼前的食物。
楊依依自然聽到電話里的聲音。
倒不是為別的,陳舟所剩時間不多了。
「海寧明天要來?」
「慢點吃,又沒人跟你搶。」楊依和圖書依滿眼溫柔的看著陳舟。
陳舟對於中微子振蕩相關課題的研究,也進入了最關鍵的地方。
聽到開門聲,陳舟下意識的轉頭看了一眼。
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。
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,將很可能關於中微子CP破壞的發現。
並且還決定了無中微子雙β衰變實驗的前景。
陳舟擦了擦嘴,卻說道:「哪有,我還沒吃飽呢。」
同樣,目前實驗上還不能測量Δm231的符號。
而這,也正是中微子質量順序問題。
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。
這也是陳舟回到華國之後,會繼續進行中微子振蕩相關課題研究的原因之一。
說真的,他此刻的心情,還是挺煩悶的。
雖然中微子振蕩現象已經被發現,可由於大氣中微子實驗不能給出Δm232的符號。
有研究加速器中微子振蕩的日國Hyper-K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KM3NeT/ORCA實驗和米國PINGU實驗。
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。
怎麼樣?
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。
「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徵態m2比m1重……」
「明天再來吧,晚上陪依依出去走走,明天她就走了……」
聽著是不是很牛逼?
雖耽誤了起床時間,但從陳舟的表情就能看出。
「嗯,明天海寧過來,幫我把專利申請的事,最後敲定……」
「而中微子質量在1倍標準偏差範圍內,傾向於正常排序,也就是m3比m2重,m2比m1重……」
陳舟伸手接過蓋澆飯,走出屋子,在客廳的餐桌https://m•hetubook•com•com前坐下。
那陳舟自然不會放過,這隱藏在中微子背後的新物理。
正好趁著明天,跟陳海寧一起,了解一下這方面的事情。
楊依依似有所感,也扭頭看向了陳舟。
令陳舟沒想到的是……
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……」
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RENO-50實驗。
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。
而楊依依此時,早已將自己的研究資料,全部整理妥當。
也是陳舟目前正在全力突破的問題。
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。
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。
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?」
「嗯,正好我們小聚之後,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。
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。
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。
其後,才是中微子的CP破壞效應和無中微子雙β衰變實驗。
即使自己的課題小組,無法尋找到理論中的東西。
「而大氣中微子實驗,卻不能給出Δm232的符號,也就是並不清楚m3與m2哪個更重……」
吃完飯,陳舟還很沒形象的打了個飽嗝。
此外,還有中微子的絕對質量問題https://m•hetubook.com.com,也就是陳舟最初在CERN參与到的,尋找重中微子的實驗。
這樣想著的陳舟,便放下了筆,將草稿紙整理在了一起。
而陳舟對於中微子振蕩相關課題的研究,也仍然還在繼續。
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。
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。
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。
時間轉眼來到中午。
那也能夠給這些計劃中的實驗,一些啟發。
解決了早餐之後,陳舟和楊依依在燕大校園裡,閑逛了一會,便徑直回到了宿舍。
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?」
「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,sin2θ13=0.092±0.016(stat.)±0.005(stat.)……」
來電顯示是【陳海寧】。
因此並不清楚m3與m2的質量順序。
「大氣中微子振蕩實驗確定了另一組參數,sin22θ23≈1,Δm232≈2.5×10^-3eV2……」
再從實驗上去驗證理論。
所以,回到宿舍的兩人,很默契的就在書桌旁坐下了。
下意識的,陳舟就扭頭看了楊依依一眼。
楊依依再次回到宿舍時,陳舟已經放下筆,正皺眉思索著。
「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,然後趕快進行你的研究!」
陳舟頓時滿頭黑線,他還以為要幹啥呢。
甚至於中微子的研究,很有可能揭示出宇宙的奧秘。
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,還需要你最後露個臉。」
「我可沒有……」楊依依俏皮的吐了吐舌頭。
楊依依微微偏頭,看了陳舟一眼www•hetubook.com.com,準備喊他去吃午飯。
沒錯,陳舟也是一樣,最初就是這麼入坑的。
而楊依依也得為LIGO的研究課題,提前準備些資料。
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。
只不過,還沒走到門口,陳舟的手機便響了起來。
並且增加了新的厚度。
一番雲雨之後,陳舟與楊依依溫存了一會,便起床了。
兩人相視一笑,一切盡在不言中。
「6個中微子振蕩參數,已經測得5個,只有CP破壞角δ未知……」
陳舟便掛斷了電話。
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。
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。
陳舟一時沒反應過來:「露個臉?」
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。
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。」
陳舟將電話內容,簡單跟楊依依說了一下。
略一思索,陳舟拿起筆,開始在草稿紙上書寫起來。
一下午的時間,並沒有給陳舟帶來理想的結果。
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。
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。
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。
陳舟回想著先前文獻資料里所整理的內容。
「行,你明天到了,和我說一下。」陳舟回道。
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。
三種質量狀態不同的中微子,其質量狀態輕重的問題,將有助於確定宇宙大爆炸伊始時,大統一作用力的統一方式。
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。
陳舟卻還沒有突破中微子振蕩相關課題的理論研究。
他還是十分滿足的。
「哼!」楊依依輕哼一聲,卻沒再多說什麼。
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