LSND效应作为三味中微子织构的Chooz限制“惰性”微扰
高能物理 - 唯象学
2007-05-23 v1
摘要
考虑三个活性中微子与至少一个惰性中微子混合的假设,我们报告了一个简单的 4 × 4 4\times 4 4 × 4 织构,其 3 × 3 3 \times 3 3 × 3 部分源于三个活性中微子 ν e , ν μ , ν τ \nu_e, \nu_\mu, \nu_\tau ν e , ν μ , ν τ 常见的双极大织构,其中 c 12 = 1 / 2 = s 12 c_{12} = 1/\sqrt{2} = s_{12} c 12 = 1/ 2 = s 12 ,c 23 = 1 / 2 = s 23 c_{23} = 1/\sqrt{2} = s_{23} c 23 = 1/ 2 = s 23 且 s 13 = 0 s_{13} = 0 s 13 = 0 。该 3 × 3 3\times 3 3 × 3 双极大织构通过在 14 平面内的旋转受到微扰,其中 ν 4 \nu_4 ν 4 是由惰性中微子 ν s \nu_s ν s 诱导的额外中微子质量态,后者成为 LSND 效应的起因。随后,在 m 1 2 ≃ m 2 2 m^2_1\simeq m^2_2 m 1 2 ≃ m 2 2 下,我们预测 sin 2 2 θ a t m = 1 / 2 ( 1 + c 14 2 ) ∼ 0.99 \sin^2 2\theta_{\rm atm} = {1/2}(1+ c^2_{14}) \sim 0.99 sin 2 2 θ atm = 1/2 ( 1 + c 14 2 ) ∼ 0.99 且 sin 2 2 θ L S N D = 1 / 2 s 14 4 ∼ 4.5 × 10 − 4 \sin^2 2\theta_{\rm LSND} = {1/2}s^4_{14} \sim 4.5\times10^{-4} sin 2 2 θ LSND = 1/2 s 14 4 ∼ 4.5 × 1 0 − 4 ,此外还有 Δ m a t m 2 = Δ m 32 2 \Delta m^2_{\rm atm} = \Delta m^2_{32} Δ m atm 2 = Δ m 32 2 和 Δ m L S N D 2 = ∣ Δ m 41 2 ∣ \Delta m^2_{\rm LSND} = |\Delta m^2_{41}| Δ m LSND 2 = ∣Δ m 41 2 ∣ ,其中若应用例如 LOW 太阳中微子解,则 c 14 2 = sin 2 2 θ s o l ∼ 0.97 c^2_{14} = \sin^2 2\theta_{\rm sol} \sim 0.97 c 14 2 = sin 2 2 θ sol ∼ 0.97 且 Δ m 21 2 = Δ m s o l 2 ∼ 10 − 7 e V 2 \Delta m^2_{21} = \Delta m^2_{\rm sol} \sim 10^{-7} {\rm eV}^2 Δ m 21 2 = Δ m sol 2 ∼ 1 0 − 7 eV 2 。在这个满足 m 1 2 ≃ m 2 2 m^2_1 \simeq m^2_2 m 1 2 ≃ m 2 2 的四中微子织构中,求和规则 sin 2 2 θ s o l + 1 / 2 sin 2 2 θ C h o o z + sin 2 2 θ L S N D = 1 \sin^2 2 \theta_{\rm sol} + {1/2}\sin^2 2 \theta_{\rm Chooz} + \sin^2 2 \theta_{\rm LSND} = 1 sin 2 2 θ sol + 1/2 sin 2 2 θ Chooz + sin 2 2 θ LSND = 1 在两味近似下(针对三种情况中的每一种)成立,为 LSND 效应留有余地,这取决于 Chooz 效应的大小;由于迄今尚未观察到 Chooz 效应,这(目前)给出了上限 sin 2 2 θ L S N D ∼ < 1.3 × 10 − 3 \sin^2 2\theta_{\rm LSND}\stackrel{<}{\sim} 1.3\times10^{-3} sin 2 2 θ LSND ∼ < 1.3 × 1 0 − 3 和下限 sin 2 2 θ s o l ∼ > 0.95 \sin^2 2\theta_{\rm sol} \stackrel{>}{\sim} 0.95 sin 2 2 θ sol ∼ > 0.95 。最后概述了四中微子跷跷板机制。
引用
@article{arxiv.hep-ph/0105055,
title = {LSND effect as a Chooz-restricted "sterile" perturbation of three-neutrino texture},
author = {Wojciech Krolikowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:hep-ph/0105055},
year = {2007}
}
备注
14 pages, latex, no figures