味协变输运方程:在共振轻子生成中的应用
高能物理 - 唯象学
2015-04-28 v4 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 理论
摘要
我们提出了一种完全味协变的输运现象形式体系,通过推导马尔可夫主方程来描述具有任意味含量的统计系综中粒子数密度的时间演化。作为这一通用形式体系的应用,我们研究了共振轻子生成(RL)场景中的味效应,并得到了重中微子和轻子数密度的味协变演化方程。这提供了RL的完整统一描述,捕捉了三种不同的物理现象:(i) 重中微子态之间的共振混合,(ii) 不同重中微子味之间的相干振荡,以及(iii) 带电轻子扇区中的量子退相干效应。为了说明这一形式体系的重要性,我们数值求解了最小RL模型的味协变速率方程,并表明总轻子不对称性可以比从味对角或部分味非对角速率方程得到的结果增强多达一个数量级。因此,可行的RL模型参数空间被扩大,从而进一步增强了在LHC以及寻找轻子味和轻子数破坏的低能实验中探测中微子质量和宇宙重子不对称性共同起源的前景。我们味协变形式体系中的关键新要素是秩4速率张量,这对于我们味混合处理的一致性至关重要,如通过推广光学定理对相关跃迁振幅的显式计算所示。我们还提供了最小RL场景中重中微子简并极限的几何和物理解释。最后,我们评论了在轻子数守恒极限下各种建议的重中微子自能调节器形式的一致性。
引用
@article{arxiv.1404.1003,
title = {Flavour Covariant Transport Equations: an Application to Resonant Leptogenesis},
author = {P. S. Bhupal Dev and Peter Millington and Apostolos Pilaftsis and Daniele Teresi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.1003},
year = {2015}
}
备注
109 pages, 14 figures, 5 tables; typos corrected; final published version