遗迹中微子退耦的精确计算

我们研究早期宇宙中遗迹中微子由于与电子、正电子和中微子相互作用而产生的平衡谱畸变。我们求解中微子密度矩阵的积分微分动力学方程，首次包含了三味振荡以及来自 QED 的有限温度修正至次领头阶 $\mathcal{O}(e^3)$。此外，我们直接求解了中微子质量基中的等价动力学方程，并在质量基中数值评估了中微子谱的畸变，该结果可轻易外推至当前宇宙中非相对论性中微子的相应畸变。在两个基中，我们都得到相同的有效中微子数 $N_{\rm eff} = 3.044$，其参数化了总的中微子能量密度。由数值计算及中微子混合参数选取所导致的 $N_{\rm eff}$ 值估计误差至多约为 0.0005。