Thạc Sĩ Khả năng lévy flight giải thích vấn đề thông lượng neutrino hep từ mặt trời chuyên

Lời nói đầu

Chúng ta đã biết nguồn năng lượng từ mặt trời cung cấp cho sự sống trên trái đất. Vì vậy việc tìm hiểu các quá trình xảy ra trên mặt trời là chủ đề hấp dẫn thu hút các nhà khoa học trên thế giới trong hàng thập kỉ qua. Người ta đã đưa ra giả thuyết nguồn năng lượng giải phóng từ mặt trời là do các phản ứng nhiệt hạch, các phản ứng này biến đổi 4 proton thành Heli. Trong các quá trình này có một loại hạt sinh ra mà chúng ta quan tâm là neutrino. Vậy điều gì có thể khẳng định là bên trong mặt trời xảy ra các phản ứng nhiệt hạch, để khẳng định giả thuyết này thì việc cần có các thí nghiệm ghi nhận một lượng lớn neutrino ở mặt đất đến từ mặt trời là bằng chứng thuyết phục nhất. Tuy nhiên các neutrino có tiết diện tương tác rất yếu với vật chất, vì vậy chúng có thể dễ dàng thoát ra khỏi mặt trời đến trái đất mà không thay đổi nhiều các tính chất vật lý ban đầu của nó, điều này cũng dẫn đến việc ghi nhận neutrino rất khó khăn, các Detector muốn ghi nhận neutrino đòi hỏi phải có kích thước rất lớn, và rất tốn kém. Đã có những tính toán bằng lý thuyết tính thông lượng neutrino mặt trời, cũng như các phép đo thực nghiệm xác định thông thượng neutrino. Nhưng thật không may các kết quả giữa lý thuyết và thực nghiệm không khớp với nhau. Vấn đề này đã làm đau đầu các nhà khoa học trong một thời gian dài và bây giờ vẫn là vấn đề chưa có lời giải thích thỏa đáng. Đã có những giả thiết được đưa ra để giải thích sự khác nhau này, một trong các giả thiết đó là giả thuyết “Oscillation”, là giả thuyết được chấp nhận nhiều nhất. Tuy nhiên chúng tôi không đi sâu vào vấn đề Oscillation mà chỉ tập trung vào phân tích thí nghiệm đo thông lượng neutrino của thí nghiệm Kamiokande, một trong các thí nghiệm nổi tiếng về đo thông lượng neutrino được tiến hành ở Nhật. Thí nghiệm này chủ yếu đo thông lượng neutrino của 8B và hep. Kết quả thí nghiệm cũng cho thấy có sự sai khác đáng kể giữa lý thuyết và thực nghiệm, trong đó đặc biệt giá trị thực nghiệm thông lượng hep lớn hơn nhiều so với tính toán bằng lý thuyết. Trong khuôn khổ luận văn này chúng tôi chỉ giới hạn trong việc đưa ra hướng mới giải thích sự khác nhau của phổ hep giữa lý thuyết và thực nghiệm mà không xét đến quá trình “Oscillation”.
MỤC LỤC

Danh mục các bảng -------------------------------------------------------------------- 3
Danh mục các thuật ngữ thường dùng ----------------------------------------------- 3
Danh mục các hình vẽ, đồ thị --------------------------------------------------------- 4
Lời nói đầu ------------------------------------------------------------------------------ 5
Chương 1- Tổng quan về neutrino mặt trời----------------------------------------- 7
1.1 Sơ lược về mô hình chuẩn của mặt trời --------------------------------- 7
1.2 Phổ thông lượng neutrino tính toán theo lý thuyết -------------------10
1.3 Các thí nghiệm đo neutrino mặt trời -----------------------------------13
1.3.1 Detector Clo Homestake -----------------------------------------13
1.3.2 Thí nghiệm Kamiokande và SuperKamiokande ---------------14
1.3.3 Detector Galli SAGE và GALLEX ------------------------------15
1.3.4 Thí nghiệm SNO và giả thuyết Oscillation ---------------------16
1.3.5 Vấn đề thông lượng neutrino hep từ thí nghiệm Kamiokande 17
Chương 2 - Cơ sở lý thuyết tính tốc độ phản ứng không cộng hưởng trên mặt
trời---------------------------------------------------------------------------------------20
2.1 Tốc độ phản ứng trên mặt trời --------------------------------------------20
2.2 Hàm phân bố vận tốc Maxwell-Boltzmann -----------------------------22
2.3 Tiết diện các phản ứng không cộng hưởng trên mặt trời ---------------24
Chương 3-Giả thuyết mới giải thích vấn đề của phổ neutrino hep -------------30
3.1 Hàm phân bố non-Maxwell-Boltzmann trong môi trường plasma--30
3.2 Khả năng Lévy flight dẫn đến hàm phân bố non-MB ---------------32
3.2.1 Sự kiện các ion năng lượng cao từ mặt trời --------------------32
3.2.2 Lévy flight ---------------------------------------------------------33
3.3 Khả năng xảy ra các phản ứng tương tác mạnh sinh +--------------37
2
Chương 4 - Kết quả tính toán và kết luận ------------------------------------------44
4.1 Kết quả của B và -------------------------------------------------------44
4.2 Dự đoán phổ thông lượng neutrino ,e và   -----------------------48
4.3 Kết luận--------------------------------------------------------------------50
Tài liệu tham khảo --------------------------------------------------------------------53
Phụ lục---------------------------------------------------------------------------------- 55