河外中微子作为暗物质的示踪者？
高能天体物理现象
2020-05-20 v1
摘要
在河外源中产生的中微子由于与暗物质（DM）的相互作用，在抵达地球的途中可能经历味振荡与退相干。结果，它们可能在指向态（pointer-states）中被探测到，而非源处的味态。振荡图样与指向态的结构可为我们提供关于 DM 特征及所发生相互作用类型的信息。由此视角，中微子可被视为 DM 示踪者。我们研究由 DM 存在产生的局域效应所导致的微中微子味本征态的局域演化。为探索模型灵敏度，我们考虑不同的 DM 密度轮廓、质量与相互作用。从中微子质量哈密顿量的本征态出发，我们利用真空中的中微子混合矩阵构造味态。随后我们纳入沿中微子通往地球路径上与 DM 的局域相互作用，并分析所得概率。在此过程中，我们采用不同的 DM 密度轮廓，例如常数、局域各向同性与 Navarro-Frenk-White 密度分布。最后，通过跟踪味态的时间演化，我们识别指向态并根据所采用的 DM 模型解释结果。由于与 DM 的相互作用，中微子经历 MSW 效应，其程度取决于 DM 密度轮廓。与 DM 的相互作用产生振荡的增强或抑制。退相干效应可能发生。我们通过让河外中微子味态与 DM 相互作用来建模其时间演化。计算响应的特征似乎支持这些中微子可被视为 DM 示踪者的观念。从理论角度看，退相干与 MSW 效应的共存和/或竞争得到结果的支持。
引用
@article{arxiv.1904.04355,
title = {Extragalactic neutrinos as tracers of Dark Matter?},
author = {Ana V. Penacchioni and Osvaldo Civitarese},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.04355},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 6 figures with a total of 16 subfigures.23 references.(to be submitted to JCAP)