振荡中中微子的广义玻尔兹曼形式

在核心坍缩超新星模拟中对中微子输运的标准方法中，通常会从中微子在空间、时间和光谱演化的经典玻尔兹曼方程开始。对于每一种中微子物种及其反物，经典相空间密度或相关的比特强度会作为时间的函数进行计算。中微子辐射通过位于输运方程右侧的源项和汇项与物质相互作用，结合流体力学方程，这组耦合偏微分方程描述了核心坍缩和爆炸的演化。然而，由于中微子在物种间可能发生振荡，这一纯量子物理效应，如何将这组玻尔兹曼方程推广到反映振荡物理的经典量的形式尚不明了。迄今为止发展出来的形式化方法保留了涉及复数量的量子算子物理特征，尚不适用于标准超新星代码。本文推导了用于准经典、实值相空间密度的广义玻尔兹曼方程，保留了所有标准的振荡现象，包括共振味相转换（MSW效应）、中微子自相互作用以及去相干物质耦合与味相振荡之间的相互作用。通过这种形式化方法，任何能够求解经典玻尔兹曼或输运方程的代码，都可以容易地以量子物理一致的方式纳入中微子振荡。