含时变有效势的稠密介质中狄拉克中微子的产生

我们在标准模型框架下考虑与背景费米子相互作用的狄拉克中微子。我们证明，在原中子星 (PNS) 演化的某些阶段，含时变有效势是非常可能的。我们首次提出了物质中具有任意含时变有效势的中微子过程的非微扰处理方法。利用线性增长的有效势，我们研究了物质相互作用势缓慢变化的典型情况。我们计算了由此势从真空中产生的 $\nu \bar{\nu}$ 对的微分平均数，发现它们关键地依赖于最轻中微子本征态的质量大小。这些分布均匀地延伸至约 10 eV 的能量（针对 PNS 核心在流体动力学反弹前夕因压缩而产生的缪子中微子和陶子中微子），以及延伸至约 0.1 eV 的能量（针对中子化过程中产生的所有三种活性中微子味）。考虑到 PNS 演化的不同阶段，我们推导出了中微子质量的约束条件，$m_{\nu}\lesssim (10^{-8}-10^{-7})$ eV，对应于由该机制产生的非零 $\nu \bar{\nu}$ 对通量。我们表明，可以将这种相干通量与任何其他来源的混沌通量区分开来。根据味和螺旋度的不同，部分产生的中微子被束缚在 PNS 内，而任何味的反中微子则会逃逸出 PNS。如果产生的对是 $\nu_{e}\bar{\nu}_{e}$，则相应的一部分中微子也会逃逸出 PNS。目前实验技术尚无法探测具有如此低能量的 $\nu$ 和 $\bar{\nu}$。