关键词：
超越标准模型
高能天体中微子
味转换概率
物质作用
洛伦兹破坏
摘要：
中微子味振荡现象的发现是二十世纪末粒子物理学领域最伟大的成就之一。中微子振荡表明中微子具有微小质量并且味混合矩阵非平庸,这意味着存在超越标准模型的新物理。近十年来,Ice Cube中微子天文台已探测到多起能量范围为Te V-Pe V量级的高能天体中微子事件。这些事件可提供多重物理信息,即高能天体中微子的沉积能量、空间分布以及事件类型。然而,目前这些信息对高能天体中微子在地球上的味率约束很宽松。因此,标准味转换机制依然有效。在未来20年,一方面,JUNO、HK、DUNE等中微子振荡实验的运行将进一步提高中微子振荡参数的精度。另一方面,Ice Cube-Gen2、KM3Ne T、Baikal-GVD、P-ONE和TAMBO等大型中微子望远镜的运行将精确测量高能天体中微子在地球上的味率和能谱。因此,包含物质作用或新物理效应的真实味转换情形应该被考虑。基于上述中微子实验进展和物理问题,本文首先引入一种几何方法来研究轻子混合参数之间的关联。在三夹角关联约束下,我们发现sinθ12与sinθ13线性相关,而sinθ23和δCP的取值范围显示为两个没有联系的分支。因此,几何关联可显著压缩轻子混合参数的不确定性。其次,本文提出一个模型独立的非对称矩阵来描述高能天体中微子新物理效应。该非对称矩阵不仅影响中微子在地球上的味率分布,还可产生表观P破坏效应。基于轻子混合参数和味率新预期的关系,我们发现新物理效应的主导参数是s12,s23,s 和s。再次,本文在五种不同退相干方案的基础上研究高能天体中微子在物质中的传播问题。研究结果表明当电子密度Ne的范围为[5.5×10,6.5×10]cm时,绝热机制预测的味率与标准味转换机制预测的味率完全分离。因此,精确测量的味率可对物质参数和高能天体中微子传播机制提供约束。最后,本文在Te V-Pe V能量尺度上提出一种特殊的洛伦兹破坏哈密顿量,它可导致νμ（νμ）退耦合。因而,该哈密顿量可抑制νe的通量。在此基础上,νμ主导源的格拉肖共振事件率会明显衰减。因此,格拉肖共振事件的探测可能对洛伦兹破坏效应和高能天体中微子的产生机制带来严格约束。总之,本文既可为寻找轻子混合参数的模式提供互补思路,又可作为高能天体中微子味率精确测量时代的理论准备。此外,本文不仅对物质中高能天体中微子的味转换机制进行补充,还可为约束洛伦兹破坏参数提供一种独特的见解。
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