第564章 做研究的意義(1/2)
時間已至深夜,陳舟卻仍舊沉浸在自己的研究之中。
此時的陳舟,又再一次回到了,中微子振盪概率的公式推導上來。
「一般來說,考慮到中微子的平均動量p>>m1,m2……」
「再結合中微子束的平均能量E,中微子產生點與探測點之間的距離l,以及振盪長度L的話……」
「就可以得到中微子束能量之間的關係式,即(E1-E2)t≈(m12-m22)t/2p=Δm2t/2p=1/2Δm2l/E=2πl/L……」
陳舟想也沒想,就在草稿紙上,寫出了這個關係式。
這是他今晚的第二次推導。
寫完這個關係式之後,陳舟掃了一眼,便將這個關係式,代入了Vμ的概率大小P(Ve→Vμ,t)的公式。
草稿紙上,公式的推導,也繼續進行到了下一步。
【代入Vμ的概率大小P(Ve→Vμ,t)後,就會有P(Ve→Vμ,t)=1/2sin22θ【1-cos(2.54Δm2l/E)】=sin22θsin2(1.27Δm2l/E)】
【因此,P(Ve→Ve,t)=1-sin22θsin2(1.27Δm2l/E)……】
這個關係式的成立,實際上,便是建立在中微子振盪現象上。
關係式也表明了,一束純電子中微子,通過一定距離後,一部分將轉化為μ子中微子。
而條件便是θ和Δm2不為零。
只要這兩個參數不為零,那麼不同味道的中微子,就可以相互轉化,產生中微子振盪現象。
同時,這一點也說明了,如果實驗室上證實中微子振盪的存在。
就可推得,至少有一類中微子,質量不為零。
當然,陳舟現在並沒有過多的思考,有關於中微子質量和中微子振盪的問題。
或者說,他現在的關注點,已經從中微子振盪,跑到了新公式上。
在寫完這個關係式之後,陳舟也幾乎沒有停留的,便將這個關係式,推廣到了3個中微子味道的混合。
【味本徵態和質量本徵態的聯繫,可以表示為……】
【再通過轉動變換矩陣,可以將關係式,進一步改寫為,由3個歐拉角θ12,、θ23、θ13參數表示的矩陣……】
【對於中微子振盪概率,也有P(Vα→Vβ,t)=∣i=1→N∑Uαie^(-iEit)Uiβ∣2……】
雖然草稿紙上,陳舟所寫出來的,振盪機率P的表達式,是極其複雜的。
但是,陳舟的內心,反而越發清楚了起來。
順著一路的推導公式,陳舟再一次,將振盪機率P的表達式,往他所發現的新公式上面去推導。
只不過,這一次的陳舟,所使用的方法,有些不一樣了。
陳舟第一次發現這個新公式時,並不是使用的純數學的方法。
其後,雖然因為那股強烈感覺的原因,陳舟進行了重複推導。
但是陳舟更多地,仍然是將其與中微子振盪的課題,進行了一定的聯繫。
並沒有,將其看做是一個純粹的數學問題,在進行研究。
而且,陳舟在證明的時候,更多的是針對厄米矩陣,進行的證明。
但是厄米矩陣有一個重要性質,那就是它的特徵值,必定是實數!
這一點,恰好與量子力學,或者說物理學中的情況,相匹配。
因為在量子力學中,矩陣的特徵值,往往會對應著,某個真是的物理量。
比如說,能量,粒子數,等等等等。
在物理學中,用到厄米矩陣的情況,也有許多。
陳舟之所以發現新公式,也是因為在研究中微子振盪的相關課題。
自然的,他也受到了這方面的局限。
在最初證明新公式的過程中,陳舟用到的就是一個3×3的厄米矩陣。
然後從這個特殊的情況,推測出更普遍的結論。
可跳出物理學的話,非厄米矩陣的情形,才是更為常見的。
如果新公式不能用在其它情形中,其實用性也會大打折扣。
雖然陳舟給出的證明過程,不算是整個的局限在了厄米矩陣中。
但是與更一般的情形相比,陳舟所給出的證明,仍舊不夠。
好在陳舟通過對中微子振盪概率的公式,進行更深入的推導和研究。
陳舟逐漸搞清楚了,先前那股突然冒出的強烈感覺,究竟是因為什麼。
搞清楚原因的陳舟,也就有了可以改進的餘地。
這一次,陳舟打算完全跳出中微子振盪這個課題。
單純的從數學角度,以基礎數學的方法,去證明這個新公式。
隨著時間的流逝,夜也在加深。
但此刻的陳舟,卻有著飽滿的精神。
「如果用克萊默法則的證明方法,應該可以將公式擴展到非厄米矩陣的情形……」
「可我為什麼總覺得,這個公式在數值計算中的意義有限……」
「就算是擴展到了一般情形,如何去驗證特徵向量各個分量的符號,依然是一個問題……」
看著草稿紙上的公式和數學符號,陳舟習慣性的拿筆點著草稿紙。
忽然,陳舟將面前的草稿紙,全部拿到一邊,重新摸出了一張嶄新的A4草稿紙。
開始在上面書寫驗算起來。
陳舟發現了問題的核心所在。
那就是,這個公式,不能以遍例的方式,去解決。
必須要換一種思路,換一種角度。
否則的話,這個公式的應用範圍,就會被局限死。
陳舟發現這個新公式方法的本質,其實就是使用原厄米矩陣的本徵值,和子矩陣的本徵值共同作用,來計算出原厄米矩陣的可能的本徵向量。
因此,它其實還是需要原厄米矩陣的信息在裡邊的。
如果需要計算全部的本徵矢,就需要所有的子矩陣。
由於厄米矩陣的相似變換,都是可能的本徵矢。
而這種方法計算,缺少相位信息在裡面。
所以說,算出的本徵矢並不唯一。
更何況,如果不知道原厄米矩陣的信息,那就沒意義了。
可實際上,對很多物理問題,可能都無法得到全原厄米矩陣。
只有一些特定物理問題,可以通過這個新公式,降低計算強度。
但這個計算量,其實也沒有減小多少。
當然了,這個新公式在中微子領域的應用,還是挺有價值的。
只可惜,陳舟並不希望這樣的一個新公式,只局限在一個研究領域。
陳舟希望,這個新公式,真的能夠「新」起來。
陳舟現在需要做的就是,對這個新公式,進一步進行深入的研究。
使其具有普遍的實用價值,能夠在其它領域,進行擴展。
月落日出。
陳舟又一次在書桌前,度過了一整夜。
揉了揉眼睛,陳舟感到有些疲倦。
這種保持精神狀態的高強度研究,還是使他感覺到了一絲疲憊。
尤其是在研究過程中,再加上大量文獻的閱讀。
著實令陳舟有些扛不住。
沒錯,陳舟先前的下載的文獻資料,在研究的過程中,也被陳舟消耗了不少。
但好在,爆肝研究的結果,還是令陳舟滿意的。
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