摘要
如果从β衰变的发现算起,中微子物理研究的历史至今长达一世纪之久。本论文的第一章先对中微子的发展和现状给出了简单的描述。中微子振荡实验中累积的数据已经很好地帮助理解了基本的中微子振荡行为,并且中微子振荡也告诉中微子必须是带有质量的费米子。中微子质量可能是Dirac质量也可能是Majorana质量,本论文的研究主要关注Majorana质量的可能性及其推论。中微子质量、中微子混合和中微子振荡与可能存在的高能标新物理密切相关。第二章首先介绍了粒子物理中的标准模型,然后描述中微子质量和中微子混合,最后对Majorana中微子质量产生模型的主要候选——Seesaw模型做了简单的介绍。第三章描述了中微子振荡和中微子物质效应的基本理论方法。在已有中微子振荡和物质效应理论的基础上,试着探索月球对太阳中微子产生的影响,并且描述了在Super-Kamiokande实验中估算相应事例率的方法。如果中微子是Majorana费米子,那么就有可能在实验中看到无中微子双β衰变过程。第四章首先介绍了无中微子双β衰变的基本内容,解释无中微子双β衰变和Schechter-Valle定理的重要性,然后将Schechter-Valle定理推广到轻子数破坏的介子衰变过程中,最后仔细研究了标准情况和有惰性中微子情况下的有效中微子质量。