一种无需外部波包的中微子振荡量子场论模型

基于中微子产生和探测过程的量子场论描述，我们开发了一个通用且自洽的中微子振荡模型。重点强调这些过程相互作用的局域性，除了在通常应用的四费米子局域哈密顿量基础上，我们假设弱相互作用仅当涉及粒子的波函数重叠时开启，并在它们分离时关闭。我们处理中的一个关键假设是，粒子的波包尺寸，特别是产生中微子的源粒子和吸收中微子的探测器粒子，与其在各自介质中的平均自由程相比可忽略不计。在此假设下，并考虑到中微子产生的有限时间，生成了具有明确边缘的中微子波包。这一事实，结合弱相互作用的局域性，使我们能够将传播时间与传播距离联系起来，从而摒弃了通常在中微子振荡公式推导中采用的临时时间平均程序。无需对粒子波函数的特定形式（例如高斯型）做出假设。我们方法的一个良好特征是，如果产生和探测过程的入射态已归一化，则中微子振荡公式会自动归一化。我们还表明，在虚中微子模型中，因果性和幺正性无法同时满足。