第564章 做研究的意义
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时间已至深夜,陈舟却仍旧沉浸在自己的研究之中。
此时的陈舟,又再一次回到了,中微子振荡概率的公式推导上来。
“一般来说,考虑到中微子的平均动量p>>m1,m2……”
“再结合中微子束的平均能量E,中微子产生点与探测点之间的距离l,以及振荡长度L的话……”
“就可以得到中微子束能量之间的关系式,即(E1-E2)t≈(m1²-m2²)t/2p=Δm²t/2p=1/2Δm²l/E=2πl/L……”
陈舟想也没想,就在草稿纸上,写出了这个关系式。
这是他今晚的第二次推导。
写完这个关系式之后,陈舟扫了一眼,便将这个关系式,代入了Vμ的概率大小P(Ve→Vμ,t)的公式。
草稿纸上,公式的推导,也继续进行到了下一步。
【代入Vμ的概率大小P(Ve→Vμ,t)后,就会有P(Ve→Vμ,t)=1/2sin²2θ[1-cos(2.54Δm²l/E)]=sin²2θsin²(1.27Δm²l/E)】
【因此,P(Ve→Ve,t)=1-sin²2θsin²(1.27Δm²l/E)……】
这个关系式的成立,实际上,便是建立在中微子振荡现象上。
关系式也表明了,一束纯电子中微子,通过一定距离后,一部分将转化为μ子中微子。
而条件便是θ和Δm²不为零。
只要这两个参数不为零,那么不同味道的中微子,就可以相互转化,产生中微子振荡现象。
同时,这一点也说明了,如果实验室上证实中微子振荡的存在。
就可推得,至少有一类中微子,质量不为零。
当然,陈舟现在并没有过多的思考,有关于中微子质量和中微子振荡的问题。
或者说,他现在的关注点,已经从中微子振荡,跑到了新公式上。
在写完这个关系式之后,陈舟也几乎没有停留的,便将这个关系式,推广到了3个中微子味道的混合。
【味本征态和质量本征态的联系,可以表示为……】
【再通过转动变换矩阵,可以将关系式,进一步改写为,由3个欧拉角θ12,、θ23、θ13参数表示的矩阵……】
【对于中微子振荡概率,也有P(Vα→Vβ,t)=∣i=1→N∑Uαie^(-iEit)Uiβ†∣²……】
虽然草稿纸上,陈舟所写出来的,振荡几率P的表达式,是极其复杂的。
但是,陈舟的内心,反而越发清楚了起来。
顺着一路的推导公式,陈舟再一次,将振荡几率P的表达式,往他所发现的新公式上面去推导。
只不过,这一次的陈舟,所使用的方法,有些不一样了。
陈舟第一次发现这个新公式时,并不是使用的纯数学的方法。
其后,虽然因为那股强烈感觉的原因,陈舟进行了重复推导。
但是陈舟更多地,仍然是将其与中微子振荡的课题,进行了一定的联系。
并没有,将其看做是一个纯粹的数学问题,在进行研究。
而且,陈舟在证明的时候,更多的是针对厄米矩阵,进行的证明。
但是厄米矩阵有一个重要性质,那就是它的特征值,必定是实数!
这一点,恰好与量子力学,或者说物理学中的情况,相匹配。
因为在量子力学中,矩阵的特征值,往往会对应着,某个真是的物理量。
比如说,能量,粒子数,等等等等。
在物理学中,用到厄米矩阵的情况,也有许多。
陈舟之所以发现新公式,也是因为在研究中微子振荡的相关课题。
自然的,他也受到了这方面的局限。
在最初证明新公式的过程中,陈舟用到的就是一个3×3的厄米矩阵。
然后从这个特殊的情况,推测出更普遍的结论。
可跳出物理学的话,非厄米矩阵的情形,才是更为常见的。
如果新公式不能用在其它情形中,其实用性也会大打折扣。
虽然陈舟给出的证明过程,不算是整个的局限在了厄米矩阵中。
但是与更一般的情形相比,陈舟所给出的证明,仍旧不够。
好在陈舟通过对中微子振荡概率的公式,进行更深入的推导和研究。
陈舟逐渐搞清楚了,先前那股
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时间已至深夜,陈舟却仍旧沉浸在自己的研究之中。
此时的陈舟,又再一次回到了,中微子振荡概率的公式推导上来。
“一般来说,考虑到中微子的平均动量p>>m1,m2……”
“再结合中微子束的平均能量E,中微子产生点与探测点之间的距离l,以及振荡长度L的话……”
“就可以得到中微子束能量之间的关系式,即(E1-E2)t≈(m1²-m2²)t/2p=Δm²t/2p=1/2Δm²l/E=2πl/L……”
陈舟想也没想,就在草稿纸上,写出了这个关系式。
这是他今晚的第二次推导。
写完这个关系式之后,陈舟扫了一眼,便将这个关系式,代入了Vμ的概率大小P(Ve→Vμ,t)的公式。
草稿纸上,公式的推导,也继续进行到了下一步。
【代入Vμ的概率大小P(Ve→Vμ,t)后,就会有P(Ve→Vμ,t)=1/2sin²2θ[1-cos(2.54Δm²l/E)]=sin²2θsin²(1.27Δm²l/E)】
【因此,P(Ve→Ve,t)=1-sin²2θsin²(1.27Δm²l/E)……】
这个关系式的成立,实际上,便是建立在中微子振荡现象上。
关系式也表明了,一束纯电子中微子,通过一定距离后,一部分将转化为μ子中微子。
而条件便是θ和Δm²不为零。
只要这两个参数不为零,那么不同味道的中微子,就可以相互转化,产生中微子振荡现象。
同时,这一点也说明了,如果实验室上证实中微子振荡的存在。
就可推得,至少有一类中微子,质量不为零。
当然,陈舟现在并没有过多的思考,有关于中微子质量和中微子振荡的问题。
或者说,他现在的关注点,已经从中微子振荡,跑到了新公式上。
在写完这个关系式之后,陈舟也几乎没有停留的,便将这个关系式,推广到了3个中微子味道的混合。
【味本征态和质量本征态的联系,可以表示为……】
【再通过转动变换矩阵,可以将关系式,进一步改写为,由3个欧拉角θ12,、θ23、θ13参数表示的矩阵……】
【对于中微子振荡概率,也有P(Vα→Vβ,t)=∣i=1→N∑Uαie^(-iEit)Uiβ†∣²……】
虽然草稿纸上,陈舟所写出来的,振荡几率P的表达式,是极其复杂的。
但是,陈舟的内心,反而越发清楚了起来。
顺着一路的推导公式,陈舟再一次,将振荡几率P的表达式,往他所发现的新公式上面去推导。
只不过,这一次的陈舟,所使用的方法,有些不一样了。
陈舟第一次发现这个新公式时,并不是使用的纯数学的方法。
其后,虽然因为那股强烈感觉的原因,陈舟进行了重复推导。
但是陈舟更多地,仍然是将其与中微子振荡的课题,进行了一定的联系。
并没有,将其看做是一个纯粹的数学问题,在进行研究。
而且,陈舟在证明的时候,更多的是针对厄米矩阵,进行的证明。
但是厄米矩阵有一个重要性质,那就是它的特征值,必定是实数!
这一点,恰好与量子力学,或者说物理学中的情况,相匹配。
因为在量子力学中,矩阵的特征值,往往会对应着,某个真是的物理量。
比如说,能量,粒子数,等等等等。
在物理学中,用到厄米矩阵的情况,也有许多。
陈舟之所以发现新公式,也是因为在研究中微子振荡的相关课题。
自然的,他也受到了这方面的局限。
在最初证明新公式的过程中,陈舟用到的就是一个3×3的厄米矩阵。
然后从这个特殊的情况,推测出更普遍的结论。
可跳出物理学的话,非厄米矩阵的情形,才是更为常见的。
如果新公式不能用在其它情形中,其实用性也会大打折扣。
虽然陈舟给出的证明过程,不算是整个的局限在了厄米矩阵中。
但是与更一般的情形相比,陈舟所给出的证明,仍旧不够。
好在陈舟通过对中微子振荡概率的公式,进行更深入的推导和研究。
陈舟逐渐搞清楚了,先前那股
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