课程大纲

课程大纲

中微子物理学

课程编码:070200M02006H 英文名称:Introduction to Neutrino Physics 课时:50 学分:3.00 课程属性:一级学科普及课 主讲教师:周顺等

教学目的要求
通过本课程的学习,掌握中微子物理学的基础知识和中微子实验探测的基本原理,了解中微子理论和实验的前沿问题和研究现状。

预修课程
粒子物理学、量子场论

大纲内容
第一章 引言 4学时
第1节 中微子简史
第2节 粒子物理标准模型
第3节 中微子振荡的发现
第二章 中微子质量 6学时
第1节 无质量的中微子
第2节 狄拉克质量
第3节 马约拉纳质量
第4节 中性流与带电流相互作用
第5节 味混合与CP破坏
第三章 中微子振荡 6学时
第1节 真空振荡公式
第2节 CP与T对称性
第3节 Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein物质效应
第4节 介质中的振荡公式
第5节 变物质密度与绝热近似
第四章 中微子探测方法 4学时
第1节 中微子-电子散射
第2节 中微子-核子散射
第3节 中微子-原子核散射
第4节 中微子探测器
第五章 大气与加速器中微子 4学时
第1节 大气中微子反常
第2节 Super-Kamiokande实验
第3节 大气中微子振荡
第4节 加速器中微子
第5节 K2K与MINOS实验
第六章 太阳与反应堆中微子 6学时
第1节 太阳中微子失踪之谜
第2节 太阳中微子实验
第3节 SNO与KamLAND
第4节 太阳中微子振荡
第5节 反应堆中微子能谱
第6节 大亚湾中微子实验
第7节 统计分析简介
第七章 下一代中微子振荡实验 4学时
第1节 江门中微子实验的物理目标
第2节 江门中微子实验的探测器
第3节 长基线加速器中微子实验:从T2K&NOVA 到DUNE&T2HK
第4节 超级中微子束流实验MOMENT
第5节 未来的太阳和大气中微子实验
第八章 非振荡中微子实验 8学时
第1节 贝塔衰变与中微子绝对质量
第2节 KATRIN和其它贝塔衰变实验
第3节 无中微子双贝塔衰变
第4节 基于锗-76和氙-136的无中微子双贝塔衰变实验
第5节 PandaX-III和JUNO-LS
第九章 中微子宇宙学 3学时
第1节 宇宙学标准模型
第2节 大爆炸核合成
第3节 宇宙背景中微子及其探测
第4节 物质-反物质不对称与Leptogenesis机制
第十章 中微子天文学 3学时
第1节 地球中微子
第2节 引力塌缩型超新星
第3节 超新星中微子
第4节 超高能宇宙线中微子与IceCube
第十一章 展望 2学时
第1节 亟待解决的重大问题
第2节 理论前景
第3节 实验前景

参考书
1、 Neutrinos in Particle Physics,Astronomy and Cosmology Z.Z. Xing & S. Zhou 2011 Zhejiang University Press and Springer Verlag

课程教师信息
"周顺,中国科学院高能物理研究所研究员、博士生导师。2004年毕业于南开大学物理学院,2009年获得中国科学院高能物理研究所博士学位。之后在德国慕尼黑马普物理研究所和瑞典皇家理工学院从事粒子物理学理论研究,2014回国工作。主要研究方向为中微子物理学、粒子天体物理学和新物理唯象学,与邢志忠研究员合作发表70万字的英文专著《Neutrinos in Particle Physics, Astronomy and Cosmology》,迄今已发表学术论文80余篇,被引用3000余次。

李玉峰,中国科学院高能物理研究所特聘青年研究员、博士生导师。2004年毕业于中国科学技术大学近代物理系,2010年获中国科学技术大学与意大利都灵大学联合培养博士学位。主要研究方向为中微子物理学和中微子天文学的唯象研究,属于中微子实验和理论的交叉课题。在江门中微子实验相关的物理潜力、中微子与原子核相干散射、中微子振荡的唯象分析等方面已发表论文50余篇,被引用2000余次。"