量子多体快中子味振荡的均衡化

预期在中子高密度天体环境中会形成中子气，准确建模其味演化对理解此类环境至关重要。在本工作中，我们研究此类稠密中子气的一个简化模型，其机制为中子-中子相干前向散射是贡献于味演化的主导机制。我们展示证据表明该效应诱导的通用势是非可积的，且其能级间距统计与 Wigner 猜想高度吻合。我们还发现单个中子迅速与在场所有其他中子纠缠，导致单个中子味含量的均衡化。我们展示平均中子味含量可利用热力学配分函数预测。对演化的随机相位近似给出了这一均衡化的简单图像。在中子与反中子情形下，过程如 $\nu_e {\bar{\nu}}_e \leftrightarrows \nu_\mu {\bar{\nu}_\mu}$ 产生快速平衡，满足 $n( \nu_e) n({\bar \nu}_e) = n( \nu_\mu) n({\bar \nu}_\mu) = n( \nu_\tau) n({\bar \nu}_\tau)$，并且在非对角真空振荡相较于 $\nu-\nu$ 相互作用可忽略的 regime 中，除标准轻子数守恒外也满足上述平衡。