量子中微子矩输运的对流算法

致密天体中的中微子输运本质上是一个极具挑战性的多维问题。如果引入味道转化——这是一种本质上需要追踪味道间相干性并因此需要引入复数的量子现象——该问题的难度将进一步增加。为了减轻计算负担，包含中微子输运的致密天体模拟通常使用动量角积分矩（最低阶矩通常被称为能量密度和通量），并且这些量可以推广以包含中微子味道，即它们成为量子矩。基于在单元界面处求解 Riemann 问题，目前已经发展出了许多用于求解经典中微子输运矩演化方程的有限体积方法。在本文中，我们描述了我们将 Riemann 求解器推广至量子矩的方法，具体而言，我们将复数分解为（带符号的）幅值和相位，而非实部和虚部。随后我们在多种表现出中微子快速味道不稳定性的场景中测试了我们的新算法，从具有解析解的玩具模型到中子星合并模拟的快照。与以往具有味道混合的中微子输运算法相比，我们发现味道转化的增长率一致更小，同时伴随的长度尺度更大，并且结果与多角度代码观测到的增长率更为吻合。