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中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略“十二五”國(guó)家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)
包郵 中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略“十二五”國(guó)家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)
開本：
B5
頁數(shù)：
332
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中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略“十二五”國(guó)家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030662842
- 條形碼：9787030662842 ; 978-7-03-066284-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略“十二五”國(guó)家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
無中微子雙貝塔衰變是當(dāng)前靠前上粒子物理與核物理領(lǐng)域研究的重要科學(xué)前沿，是可能突破粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的研究方向之一。為了推動(dòng)我國(guó)在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室（CJPL）有效開展無中微子雙貝塔實(shí)驗(yàn)工作，使我國(guó)能夠盡快參與該項(xiàng)研究的靠前競(jìng)爭(zhēng)，力求走到靠前前列，中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與物理學(xué)部組織開展了"無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)"戰(zhàn)略研究課題。本書基于該項(xiàng)目課題，由30多位專家組成員和邀請(qǐng)專家共同開展近兩年的深入調(diào)查研究后撰寫而成。
中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略“十二五”國(guó)家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn) 目錄
目錄 總序 前言 摘要 Abstract 第1章 無中微子雙貝塔衰變的粒子物理學(xué)機(jī)制 1 1.1 引言 1 1.1.1 從貝塔衰變到無中微子雙貝塔衰變 1 1.1.2 無中微子雙貝塔衰變的分類與核素選取 2 1.1.3 理論與實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀及其面臨的挑戰(zhàn) 4 1.1.4 確定中微子的馬約拉納屬性的科學(xué)意義 7 1.2 無中微子雙貝塔衰變的粒子物理學(xué)機(jī)制 8 1.2.1 活性馬約拉納中微子交換機(jī)制 8 1.2.2 惰性馬約拉納中微子交換機(jī)制 10 1.2.3 與中微子無關(guān)的新物理機(jī)制 12 1.2.4 謝克特-瓦爾定理及其唯象學(xué)意義 16 1.3 無中微子雙貝塔衰變的有效中微子質(zhì)量項(xiàng) 18 1.3.1 中微子質(zhì)量譜與味混合參數(shù) 18 1.3.2 有效中微子質(zhì)量|ee|的參數(shù)空間 19 1.3.3 新物理對(duì)有效中微子質(zhì)量ee的修正 21 1.3.4 有效中微子質(zhì)量ee的后驗(yàn)概率 24 1.4 其他可能的輕子數(shù)不守恒過程 27 1.4.1 輕子數(shù)不守恒的強(qiáng)子稀有衰變過程 27 1.4.2 中微子與反中微子振蕩過程 30 1.4.3 在對(duì)撞機(jī)上尋找輕子數(shù)不守恒的信號(hào) 32 1.4.4 其他想法與實(shí)驗(yàn)探測(cè)的可能性 34 1.5 小結(jié) 37 參考文獻(xiàn) 37 第2章 無中微子雙貝塔衰變相關(guān)的原子核理論 47 2.1 引言 47 2.1.1 原子核中的弱相互作用過程 472.1.2 無中微子雙貝塔衰變和中微子質(zhì)量 48 2.1.3 無中微子雙貝塔衰變矩陣元研究現(xiàn)狀 50 2.2 弱相互作用哈密頓量和無中微子雙貝塔衰變算符 52 2.3 無中微子雙貝塔衰變核矩陣元的非相對(duì)論理論研究 55 2.3.1 基于Woods-Saxon平均場(chǎng)的準(zhǔn)粒子無規(guī)相近似 55 2.3.2 基于密度泛函理論的準(zhǔn)粒子無規(guī)相近似 56 2.3.3 基于對(duì)相互作用和四極相互作用的角動(dòng)量投影殼模型 57 2.3.4 核矩陣元計(jì)算的不確定性 58 2.4 無中微子雙貝塔衰變核矩陣元的相對(duì)論理論研究 58 2.4.1 基于相對(duì)論密度泛函理論的準(zhǔn)粒子無規(guī)相近似 58 2.4.2 基于相對(duì)論密度泛函理論的生成坐標(biāo)方法 59 2.4.3 核矩陣元計(jì)算的不確定性 61 2.5 小結(jié) 61 參考文獻(xiàn) 62 第3章 中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展 67 3.1 無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介 67 3.2 無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)本底來源 68 3.2.1 宇宙射線本底 68 3.2.2 環(huán)境輻射本底 71 3.2.3 探測(cè)器自身本底 74 3.3 地下實(shí)驗(yàn)室發(fā)展 76 3.4 中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀及發(fā)展 79 3.4.1 中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室一期 79 3.4.2 中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室二期 82 3.4.3 國(guó)內(nèi)外比較 89 參考文獻(xiàn) 91 第4章 76Ge無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn) 92 4.1 無中微子雙貝塔衰變物理 92 4.2 76Ge無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn) 94 4.2.1 概況 94 4.2.2 發(fā)展歷史 95 4.2.3 實(shí)驗(yàn)特點(diǎn) 97 4.3 國(guó)際現(xiàn)狀 97 4.3.1 國(guó)際基本情況介紹 97 4.3.2 GERDA實(shí)驗(yàn) 994.3.3 馬約拉納實(shí)驗(yàn) 107 4.3.4 LEGEND實(shí)驗(yàn) 119 4.4 探測(cè)器系統(tǒng)和關(guān)鍵技術(shù) 120 4.4.1 高純鍺探測(cè)器單元與陣列 120 4.4.2 高純鍺探測(cè)器制造 125 4.4.3 高純鍺晶體生長(zhǎng) 128 4.4.4 高純鍺前端電子學(xué) 133 4.4.5 數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng) 137 4.4.6 高純鍺探測(cè)器制冷系統(tǒng) 139 4.4.7 高純鍺探測(cè)器反符合系統(tǒng) 142 4.4.8 高純鍺探測(cè)器本底來源和抑制方法 145 4.5 CDEX實(shí)驗(yàn)計(jì)劃 149 4.5.1 CDEX實(shí)驗(yàn)介紹 149 4.5.2 CDEX研究進(jìn)展 149 4.5.3 CDEX未來規(guī)劃 150 4.5.4 國(guó)際合作與交流 151 參考文獻(xiàn) 152 第5章 NvDEx：基于高壓SeF6時(shí)間投影室的無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn) 157 5.1 引言 157 5.2 相關(guān)技術(shù) 158 5.3 研發(fā)情況及實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃 159 5.4 *近進(jìn)展 160 5.5 NvDEx合作組 167 5.6 小結(jié) 168 參考文獻(xiàn) 169 第6章 無中微子雙貝塔衰變晶體量熱器實(shí)驗(yàn) 171 6.1 晶體量熱器簡(jiǎn)介 171 6.1.1 量熱器技術(shù)背景 171 6.1.2 無中微子雙貝塔衰變低溫晶體量熱器實(shí)驗(yàn) 172 6.1.3 低溫晶體量熱器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 174 6.2 CUORE實(shí)驗(yàn)概況 175 6.2.1 CUORE發(fā)展歷史 175 6.2.2 CUORE實(shí)驗(yàn)裝置 176 6.2.3 研究進(jìn)展 178 6.3 無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)的晶體選擇和晶體生長(zhǎng)技術(shù)的發(fā)展 1816.3.1 無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)的晶體選擇標(biāo)準(zhǔn) 181 6.3.2 LMO晶體的研究進(jìn)展 184 6.3.3 應(yīng)用于無中微子雙貝塔衰變的TeO2晶體的研究進(jìn)展 189 6.4 晶體量熱器實(shí)驗(yàn)的本底考慮 193 6.4.1 主要本底來源與控制 193 6.4.2 放射性檢測(cè)與材料篩選 197 6.5 晶體量熱器溫度傳感系統(tǒng)和信號(hào)讀出 201 6.5.1 半導(dǎo)體溫度傳感器 201 6.5.2 NTD-Ge溫度傳感器 202 6.5.3 NTD-Ge溫度傳感器的讀出 204 6.6 新一代無中微子雙貝塔衰變晶體量熱器實(shí)驗(yàn) 208 6.6.1 無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)的靈敏度 208 6.6.2 新一代無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)的科學(xué)目標(biāo) 211 6.6.3 新一代晶體量熱器無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)方案——CUPID 212 6.7 基于錦屏地下實(shí)驗(yàn)室發(fā)展無中微子雙貝塔衰變低溫晶體量熱器實(shí)驗(yàn)的前景 214 6.7.1 中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室 214 6.7.2 基于錦屏地下實(shí)驗(yàn)室的無中微子雙貝塔衰變低溫晶體量熱器實(shí)驗(yàn) 215 6.8 小結(jié) 218 參考文獻(xiàn) 219 第7章 136Xe時(shí)間投影室探測(cè)無中微子雙貝塔衰變 223 7.1 引言 223 7.2 136Xe同位素以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)展 225 7.2.1 氙元素性質(zhì)及特點(diǎn) 225 7.2.2 136Xe的無中微子雙貝塔衰變歷史與現(xiàn)狀 227 7.3 PandaX-Ⅲ高壓氣氙實(shí)驗(yàn) 233 7.3.1 探測(cè)器設(shè)計(jì) 233 7.3.2 PandaX-Ⅲ原型探測(cè)器 241 7.3.3 預(yù)期本底及物理靈敏度 245 7.4 基于PandaX雙相型氙探測(cè)器 247 7.4.1 雙相型氙探測(cè)器技術(shù)以及發(fā)展歷程 247 7.4.2 PandaX-Ⅱ?qū)嶒?yàn) 250 7.4.3 PandaX-4T實(shí)驗(yàn) 257 7.4.4 雙相型氙探測(cè)器發(fā)展展望 260 7.5 小結(jié)與展望 260參考文獻(xiàn) 261 第8章 雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)用同位素制備 264 8.1 引言 264 8.2 離心分離基本原理 265 8.2.1 離心力場(chǎng)中的氣體壓強(qiáng)分布 265 8.2.2 離心力場(chǎng)中的徑向分離效應(yīng) 267 8.2.3 離心機(jī)的倍增效應(yīng) 268 8.2.4 離心機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 269 8.3 穩(wěn)定同位素分離特性參數(shù) 270 8.3.1 兩組分間全分離系數(shù) 270 8.3.2 基本全分離系數(shù) 270 8.3.3 基本分離功率 271 8.4 穩(wěn)定同位素分離技術(shù)問題 272 8.4.1 工作介質(zhì)選擇 272 8.4.2 專用機(jī)型設(shè)計(jì) 273 8.4.3 級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì) 275 8.4.4 工質(zhì)轉(zhuǎn)化及儲(chǔ)存 276 8.4.5 產(chǎn)品凈化及質(zhì)譜分析 277 8.5 136Xe、82Se、76Ge、100Mo同位素生產(chǎn) 277 8.5.1 國(guó)內(nèi)外研發(fā)及生產(chǎn)情況 277 8.5.2 天然同位素組成及分離工質(zhì)特性 278 8.5.3 四種同位素分離的技術(shù)共性 279 8.5.4 同位素生產(chǎn)實(shí)例 280 8.5.5 四種同位素規(guī)模化生產(chǎn)對(duì)比 284 參考文獻(xiàn) 285
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