高能中微子起源及对基本物理原理的限制

发布时间：2025-04-26 21:19

　　自建立起至今,IceCube中微子天文台成功探测了能量在～30TeV到数个PeV的中微子。这标志着高能中微子天体物理学的起步。由于本身相互作用非常微弱,相对于光子和带电的宇宙线粒子,中微子有着独特的地位。中微子能够穿过致密的物质和辐射场、经过宇宙学距离的传播也不被吸收。并且清楚区分重子和电子不同的加速机制,并且相对于宇宙线探测器,能够更精确得定位加速区域。而中微子接近于零的小质量,又使得经历了宇宙学尺度传播的中微子能够作为检验洛伦兹协变性和爱因斯坦等效原理的探针。本文第一部分介绍了中微子观测的动机、探测方法与探测器以及目前的观测结果。主要介绍了目前作为天体物理学中微子的源的候选天体及其产生高能中微子的机制;介绍了冰立方中微子天文台和ANTARES中微子望远镜的位置、结构、功能、观测方法以及观测结果。针对目前IceCube中微子天文台得出的宇宙中微子流量各向同性的观测结果,本文第二部分尝试使用伽马暴产生的极高能宇宙线在其寄主星系中传播的过程来解释IceCube观测到的中微子的起源。伽马暴是极高能宇宙线的候选源。宇宙线在寄主星系中传播时会与星际气体产生相互作用,有可能产生观测到的PeV中微子...

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第一章 引言
    1.1 中微子的基本性质和研究历史
        1.1.1 中微子的发现和早期的探测
        1.1.2 中微子的性质
        1.1.3 中微子的产生
        1.1.4 中微子振荡
    1.2 中微子起源的候选天体
        1.2.1 活动星系核
        1.2.2 伽马射线暴
        1.2.3 银河系内起源的高能中微子
    1.3 中微子的探测
        1.3.1 观测中微子动机
        1.3.2 IceCube中微子天文台
        1.3.3 ANTARES中微子望远镜
        1.3.4 中微子探测结果
    1.4 狭义和广义相对论的基本原理
        1.4.1 爱因斯坦等效原理的含义和检验
        1.4.2 洛伦兹协变性的含义和检验
第二章 伽马射线暴产生的宇宙线在寄主星系中传播产生的中微子
    2.1 背景简介
    2.2 N_H和∑_g的关系
    2.3 来自伽马暴寄主星系的中微子流量
        2.3.1 π介子的产生效率
        2.3.2 伽马暴宇宙线流量的定标
        2.3.3 中微子流量
    2.4 结论和讨论
    2.5 图表
第三章 以来自耀变体耀发的PeV中微子检验爱因斯坦等效原理和洛伦兹破缺
    3.1 背景介绍
    3.2 对EP的限制
    3.3 对于LIV的限制
    3.4 总结与讨论
第四章 总结与展望
参考文献
发表论文与科研成果
致谢



本文编号：4041380