多体中微子模型的构建与分析

在早期宇宙和超新星等系统中，中微子占总粒子数密度的很大一部分，因此需要考虑中微子的自折射。研究发现，相干中微子-中微子散射在该系统的味演化中起着作用。传统上，该问题通过假设系统的波函数可以分解为单体状态来分析。然而在1992年，Pantaleone指出，由于对中微子折射率的非对角贡献，中微子系综通常是一个多体问题。该课题直到最近才被研究。Bell、Rawlinson和Sawyer提出，量子纠缠可能在致密中微子系统的味演化中发挥重要作用。在本论文中，我们通过构建多体中微子模型来检验单体近似的有效性。继Friedland和Lunardini的早期工作之后，该中微子系统由一个相互作用的自旋系统来建模。我们通过将模型推广到具有非对称味成分的初始态来扩展这项工作。我们找到了该系统的精确解析解。研究揭示了包括半经典行为、量子平衡化以及从半经典到纯量子区域的转变在内的一系列有趣物理现象。此外，本研究没有发现违反致密中微子系综单体描述的证据。我们还指出，我们的分析对于任何具有等强度相互作用的二态系统均有效。