超新星中的快中微子味转换：出现、演化与效应
高能天体物理现象
2025-04-22 v3 高能物理 - 唯象学
摘要
中微子的快味转换 (FFCs) 可发生于核坍缩超新星 (CCSNe) 中，属于多角效应，其依赖于中微子电子轻子数 (ELN) 的角分布。本文基于静态球对称的 CCSN 物质背景轮廓，通过求解包含扩展碰撞弱过程集的多能量、多角量子动力学方程，对 FFCs 进行了全面研究。我们研究了具有不同 ELN 角分布模型中 FFCs 的出现与演化，并考虑了双味和三味中微子情景。利用谱图法展示了小尺度空间结构，表明非线性区域中中微子味相干数和数密度的这种结构在定性上与色散关系分析一致。在粗粒化层面上，我们发现尽管不同情形均具有消除 ELN 角交叉的共同特征，但取决于 ELN 分布的位置和形状，FFCs 之后可达到不同的渐近态。虽然不同中微子味之间的平衡可能在瞬时 FFCs 后立即实现，但这并非渐近态的普遍结果，因为随后碰撞性中微子 - 物质相互作用的反馈效应开始起作用，特别是对于发生在中微子球内部的 FFCs 情形。我们定量评估了 FFCs 及其反馈效应对净中微子加热率、CCSN 物质的平衡电子分数以及自由流中微子能谱的影响。此外，还讨论了真空项的影响以及与其他类型味不稳定性的共存等其他方面。
引用
@article{arxiv.2402.19252,
title = {Fast neutrino flavor conversions in a supernova: Emergence, evolution, and effects},
author = {Zewei Xiong and Meng-Ru Wu and Manu George and Chun-Yu Lin and Noshad Khosravi Largani and Tobias Fischer and Gabriel Martínez-Pinedo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.19252},
year = {2025}
}
备注
32 pages, 22 figures, published in PRD. Including a minor correction of reference