中微子振荡中的退纠缠、密度矩阵和相干性动力学

在带电电流弱相互作用过程中，中微子与带电轻子处于纠缠态。这种关联态通过在生产地探测器中对带电轻子的测量而退纠缠。我们研究了退纠缠、传播和探测的动力学方面，特别是退纠缠态是质量本征态的相干叠加的条件。远距离探测中的出现和消失过程由这个退纠缠的“坍缩”态的时间演化来描述。当量子态在远小于振荡频率倒数的时间尺度上退纠缠时，熟悉的量子力学解释和探测率因子化就会出现，在这种情况下，只要最终态密度对中微子能量差不敏感，最终探测率就可以用通常的量子力学跃迁概率来因子化。我们提出了短基线实验的“可能”修正。如果带电轻子未被观测到，中微子振荡和相干性则通过一个约化密度矩阵来描述，该矩阵是通过对未观测到的带电轻子求迹得到的。质量基下的对角元描述了质量本征态的产生，而非对角元则提供了相干性的度量。结果表明，在时间尺度达到振荡频率倒数之前，相干性与对角项具有相同的量级，超过该时间尺度后，相干性会因质量本征态之间的干涉而振荡。