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p1,2”
“再结合中微子束的平均能量,中微子产生点与探测点之间的距离,以及振荡长度的话”
“就可以得到中微子束能量之间的关系式,即1212222p22p1222”
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,代入了的概率大小p,的公式。
草稿纸上,公式的推导,也继续进行到了下一步。
代入的概率大小p,后,就会有p,12sn2212sn22sn21.272
因此,p,1sn22sn21.272
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,一部分将转化为子中微子。
而条件便是和2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12,、23、13参数表示的矩阵
对于中微子振荡概率,也有p,12
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33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,先前那股突然冒出的强烈感觉,究竟是因为什么。
搞清楚原因的陈舟,也就有了可以改进的余地。
这一次,陈舟打算完全跳出中微子振荡这个课题。
单纯的从数学角度,以基础数学的方法,去证明这个新公式。
随着时间的流逝,夜也在加深。
但此刻的陈舟,却有着饱满的精神。
“如果用克莱默法则的证明方法,应该可以将公式扩展到非厄米矩阵的情形”
“可我为什么总觉得,这个公式在数值计算中的意义有限”
“就算是扩展到了一般情形,如何去验证特征向量各个分量的符号,依然是一个问题”
看着草稿纸上的公式和数学符号,陈舟习惯性的拿笔点着草稿纸。
忽然,陈舟将面前的草稿纸,全部拿到一边,重新摸出了一张崭新的4草稿纸。
开始在上面书写验算起来。
陈舟发现了问题的核心所在。
那就是,这个公式,不能以遍例的方式,去解决。
必须要换一种思路,换一种角度。
否则的话,这个公式的应用范围,就会被局限死。
陈舟发现这个新公式方法的本质,其实就是使用原厄米矩阵的本征值,和子矩阵的本征值共同作用,来计算出原厄米矩阵的可能的本征向量。
因此,它其实还是需要原厄米矩阵的信息在里边的。
如果需要计算全部的本征矢,就需要所有的子矩阵。
由于厄米矩阵的相似变换,都是可能的本征矢。
而这种方法计算,缺少相位信息在里面。
所以说,算出的本征矢并不唯一。
更何况,如果不知道原厄米矩阵的信息,那就没意义了。
可实际上,对很多物理问题,可能都无法得到全原厄米矩阵。
只有一些特定物理问题,可以通过这个新公式,降低计算强度。
但这个计算量,其实也没有减小多少。
当然了,这个新公式在中微子领域的应用,还是挺有价值的。
只可惜,陈舟并不希望这样的一个新公式,只局限在一个研究领域。
陈舟希望,这个新公式,真的能够“新”起来。
陈舟现在需要做的就是,对这个新公式,进一步进行深入的研究。
使其具有普遍的实用价值,能够在其它领域,进行扩展。
月落日出。
陈舟又一次在书桌前,度过了一整夜。
揉了揉眼睛,陈舟感到有些疲倦。
这种保持精神状态的高强度研究,还是使他感觉到了一丝疲惫。
尤其是在研究过程中,再加上大量文献的
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