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超新星中微子的快味转换:通过色散关系分类不稳定性

高能物理 - 唯象学 2017-09-13 v3

摘要

超新星中微子可以表现出丰富多样的味转换机制。特别是,它们几乎可以在核心上方立即经历“快”自诱导味转换。最近,一种新方法被提出用于研究这些现象,该方法通过 νeνx\nu_e\nu_x 味相干平均场中扰动的复频率和波数(ω\omega,kk)的色散关系来进行。我们讨论了一种系统化的方法来处理此类不稳定性,该方法最初在等离子体物理背景下发展起来,并基于系统 Green 函数的时间渐近行为。不稳定性通常在复 ω\omega 时出现,并可根据依赖于 kk 的特征进一步表征为对流型(移动速度快于其扩散速度)和绝对型(局部增长)。当 kk(但不是 ω\omega)为复数时,导致空间阻尼的扰动,或当 ω\omegakk 均为实数时,对应于完全稳定,此时出现稳定情况。对不稳定和稳定模式的解析分类不仅提供了关于其特征的定性见解,还提供了关于不稳定性增长率的定量预测。在一个简单的相互作用中微子双束模型中讨论了代表性的数值解。作为应用,我们论证了在电子轻子数中表现出“交叉”的超新星和双中子星并合将导致中微子气体味含量的绝对不稳定性。

关键词

引用

@article{arxiv.1706.03360,
  title  = {Fast flavor conversions of supernova neutrinos: Classifying instabilities via dispersion relations},
  author = {Francesco Capozzi and Basudeb Dasgupta and Eligio Lisi and Antonio Marrone and Alessandro Mirizzi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1706.03360},
  year   = {2017}
}

备注

(v2, revised version: 25 pages, 15 pdf figures. Minor changes. Figures improved. Matches the version published on PRD)