Luận văn Thạc sĩ Khoa học vật chất: Các quá trình rã vi phạm số lepton thế hệ ei - ejekel trong mô hình Zee - Babu

Đề tài tìm hiểu về khối lượng và trạng thái vật lý của các hạt lepton thông qua mô hình đơn giản nhất là mô hình Zee - Babu; tính tỉ lệ rã nhánh của các quá trình rã vi phạm số lepton thếhệ ei - ejekel trong mô hình Zee - Babu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học vật chất: Các quá trình rã vi phạm số lepton thế hệ ei - ejekel trong mô hình Zee - Babu BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 PHẠM THỊ THỦYCÁC QUÁ TRÌNH RÃ VI PHẠMSỐ LEPTON THẾ HỆ ei → ej ek e¯lTRONG MÔ HÌNH ZEE - BABU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT HÀ NỘI, 2018BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ PHẠM THỊ THỦYCÁC QUÁ TRÌNH RÃ VI PHẠMSỐ LEPTON THẾ HỆ ei → ej ek e¯l TRONG MÔ HÌNH ZEE - BABU Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán Mã số: 8 44 01 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. HÀ THANH HÙNG HÀ NỘI, 2018Lời cảm ơn Đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. HÀTHANH HÙNG đã trực tiếp hướng dẫn em trong quá trình nghiên cứuvà hoàn thành luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô đã tận tình chỉ dạy cho em trongsuốt quá trình học tập và nghiên cứu. Em xin trân trọng cảm ơn quý thầy, cô trong hội đồng bảo vệ đềcương, hội đồng bảo vệ luận văn đã nhận xét, góp ý để luận văn của emđược hoàn thiện hơn. Em xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo trường Đại học Sư phạm HàNội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi để em được học tập, nghiên cứu tạitrường. Xin chân thành cảm ơn các bạn học viên lớp Cao học Vật lý lý thuyếtvà vật lý toán K20 đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệpcũng như ban lãnh đạo trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi - Hải Dươngđã tạo điều kiện và luôn khích lệ động viên tôi trong suốt quá trình họctập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày 30 tháng 04 năm 2018 Học viên Phạm Thị ThủyLời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu thu đượctrong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác.Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận vănnày đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đượcchỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 30 tháng 04 năm 2018 Học viên Phạm Thị ThủyMục lụcLời cảm ơnLời cam đoanMở đầu 11 Giới thiệu mô hình Zee - Babu 4 1.1 Tổng quan về mô hình chuẩn . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Sắp xếp hạt trong mô hình Zee - Babu . . . . . . . . . . 4 1.3 Khối lượng và trạng thái vật lý . . . . . . . . . . . . . . 62 Kênh rã vi phạm số lepton thế hệ ei → ej ek el 9 2.1 Các đỉnh tương tác của quá trình rã vi phạm số lepton thế hệ ei → ej ek el . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 Giản đồ Feynman, biên độ rã và tỉ lệ rã nhánh . . . . . . 143 Khảo sát số 31 3.1 Thiết lập giới hạn tham số cho mô hình . . . . . . . . . . 31 3.2 Khảo sát số và so sánh với thực nghiệm . . . . . . . . . . 32Kết luận 42Danh mục các công trình 44Tài liệu tham khảo 45 1Mở đầu1. Lí do chọn đề tài Qua nghiên cứu có thể thấy mô hình chuẩn (SM) là một mô hình vật lý hạt thành công nhất khi dự đoán khá chính xác các kết quả thực nghiệm. Tuy nhiên, SM vẫn có một số hạn chế nhất định, các neutrino đều có khối lượng bằng không và không có sự chuyển hóa lẫn nhau giữa các thế hệ lepton. Nhưng thực nghiệm đã chỉ ra rằng neutrino có khối lượng khác không dù rất nhỏ và có sự chuyển hóa lẫn nhau giữa các neutrino khác thế hệ. Sự chuyển hóa lẫn nhau của các lepton trung hòa khác thế hệ chính là bằng chứng cho sự vi phạm số lepton thế hệ trong thế giới hạt cơ bản. Điều này vượt ngoài dự đoán của mô hình chuẩn vì mô hình chuẩn chỉ có neutrino trái, hay phản neutrino phải hay số lepton luôn được bảo toàn, neutrino luôn có khối lượng bằng 0. Năm 1998 các nhà nghiên cứu đã xác định được sự dao động của neutrino, nghĩa là một neutrino của vị này (ví dụ τ ) khi đi được một quãng đường đủ lớn có thể chuyển thành neutrino của vị khác (ví dụ µ). Hiện tượng này chỉ được giải thích khi neutrino có khối lượng phân bậc và trộn lẫn. Khối lượng không bằng không của hạt neutrino đòi hỏi phải mở rộng SM. Hơn nữa, trong quá trình tìm hiểu [4], [6], [7] chúng tôi thấy hệ số đỉnh tương tác của các cặp lepton mang điện không thống nhất. Vì thế, 2 chúng tôi đã tập trung vào nghiên cứu mô hình đơn giản gọi là mô hình Zee - Babu với việc bổ sung các trường vô hướng và kết hợp sử dụng phương pháp lấy đạo hàm theo các toán tử trường để kiểm nghiệm lại kết quả nghiên cứu trên. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài: CÁC QUÁ TRÌNH RÃ VI PHẠM SỐ LEPTON THẾ HỆ ei → ej ek e¯l TRONG MÔ HÌNH ZEE - BABU làm đề tài nghiên cứu cho luận văn.2. Mục đích nghiên cứu • Tìm hiểu về khối lượng và trạng thái vật lý của các hạt lepton thông qua mô hình đơn giản nhất là mô hình Zee - Babu. • Tính tỉ lệ rã nhánh của các quá trình rã vi phạm số lepton thế hệ ei → ej ek e¯l trong mô hình Zee - Babu.3. Nhiệm vụ nghiên cứu • Tìm hiểu mô hình Zee - Babu. • Tính tỉ lệ rã nhánh của các quá trình rã vi phạm số lepton thế hệ ei → ej ek e¯l trong mô hình Zee - Babu. • Khảo sát số để thiết lập giới hạn ...