引力场中的中微子振荡和质量亏损.pdf

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1、分类号Q垒12学校代码!Q丝2密级——学号至QQ垦兰!Q全QQ至墨引力场中的中微子振荡和质量亏损Massneutrinooscillationandmassdefectingravitationalfields研究生姓名黄河指导教师姓名、职称王永久教授学科专业理论物理研究方向引力理论湖南师范大学学位评定委员会办公室二零一一年五月引力场中的中微子振荡和质量亏损IIIIIIIIIIItlIIll]1111q1]111IY1913012摘要引力效应是天体物理学和理论物理学中一个非常重要的研究内容。与此同时，对各

2、类引力效应的理论研究对于解释具体的天文现象也有着重要的现实意义。人们根据爱因斯坦的引力场方程，可以得出许多牛顿引力理论中所没有的推论，其中一些可以或多或少地被赋予物理解释，这些推论便被称为引力效应．本文集中讨论两种典型的引力效应：(1)质量中微子在Reissncr-NordstrSm(RN)场中以及Rcissncr-NordstrSm-dcSitter(RNdS)场中的振荡相位；(2)史瓦西场和史瓦西一德西特场中的质量亏损效应。近年来，关于质量中微子的研究引起了许多研究者的关注，特别是由于日本超级神冈大气

3、中微子实验取得了巨大的成功，对质量中微子振荡的研究近年来也成为了一个热门领域。根据当前的粒子物理学理论可知，自然界存在着三类中微子，分别为电子中微子，，t中微子和，丁中微子，中微子具有三种不同的类型被称为中微子具有三种不同的味。若中微子的静止质量不为零，则不同味的中微子之间可能会相互转化，如％中微子运动一段距离后将转变为‰中微子或吩中微子，而唯中微子或吩中微子又可能再次转换为％中微子。这种不同味中微子之间互相转化的现象称为“中微子振荡”．基于理论上的考虑，当考虑到引力场的作用时，对在平直时空中中微子振荡的

4、描述也很自然地推广到弯曲时空中．最近，人们研究了在各种不同引力场中的中微子振荡现象，也对于引力场对中微子振荡的影响产生了极大的兴趣，并且用各种方法计算了中微子在各种引力场中的振荡相位，比如平面波近似等。本文计算了质量中微子在两种典型的引力场(RN场和RNdS场)中沿短程线传播的振荡相位，并对质量中微子在这两种场中的振荡相位的表达式进行了分析和比较。广义相对论预言，当粒子由无引力区域结合成引力质量时，质量的一部分要被辐射出去。由等效原理可知粒子的引力质量等于其惯性质量。由于动能和势能可以转化为惯性质量，所以

5、也就可以转化为引力质量。引力场中的源质量就包含有与引力场本身质量相对应的自能．把这一质量和组成它的所有粒子都在无穷远处时所具有的质量进行比较，便可求得上述质量亏损．为此，需要先求出引力场中一个试验物体的质量和它在硕士学位论文无限远处质量之间的关系式。本文在第三章分别计算了在史瓦西场和史瓦西德西特场中的质量亏损：(1)中性实验粒子的质量亏损，(2)均匀吸积球壳的质量亏损，(3)均匀吸积球的质量亏损。在此基础上，阐明了计算结果的物理意义．数．关键词：广义相对论，引力效应，质量中微子，质量亏损，宇宙学常引力场中

6、．的中微子振荡和质量亏损IIIABSTRACTGravitationaleffectsareoneofquitesignificantresearchaspectsinAstrophy’sicsandTheoreticalPhysics．Inthemeanwhile，allsortsofresearchongravitationaleffectshaveimportantrealisticmeaningstoexplainconcreteastronomicalphe-nomcma．Thisthesisf

7、ocusesonthefollowingtwogravitationaleffccts：(1)InterfcrenceDhaseofmassneutrinoinR，eissner-NordstrSmfieldandR，eissncr—NordstrSm—dcSit—terfield(2)massdefectinSchwarzschildfieldandSchwarzschild—deSitterfield．Inrecentyears，researchonmassneutrinohasbeenpaidatt

8、entionbymanyresearchers．Especially，researchontheoscillationofmassneutrinoshasbccnahotfieldbecauseofthegreatsuccessofSuper-Kamiokandeatmosphericneutrinoexper-iment．Accordingtothecurrentparticlephysics，therearcthreedi