快速集体中微子味振荡中的纠缠与关联

集体中微子振荡在超新星和中子星双星并合遗迹等以大中微子密度为特征的天体物理环境中，对轻子味的输运起着关键作用。在这些环境中，平均场近似下的模拟表明，中微子-中微子相互作用可以压倒真空振荡，并在时间尺度 $t\propto\mu^{-1}$ 上引发快速集体味演化，其中 $\mu$ 正比于局域中微子密度。本工作中，我们研究了在平均场线性稳定性分析中呈现快速振荡的简单多角度几何中的完整非平衡味动力学。聚焦于简单初始条件，我们分析了完整多体动力学中作为系统中中微子数目 $N$（至多数千个）函数的配对关联与纠缠的产生。类似于仅含两束中微子的更简单几何，我们识别出三种 regime：味振荡消失的稳定构型、在长时间尺度 $\tau\approx\mu^{-1}\sqrt{N}$ 上演化的边际不稳定构型，以及在短时间尺度 $\tau\approx\mu^{-1}\log(N)$ 上呈现味演化的不稳定构型。我们给出证据表明，这些快速集体模式由导致缓慢双极振荡的同一动力学相变所产生，从而在这两种现象间建立联系并解释其时间尺度差异。最后我们讨论了一种半经典近似，其在中短时间尺度上复现纠缠熵，并可能在具有更复杂几何、经典模拟方法开始低效的情形中发挥作用。