混合中微子的混合态

本文讨论在涉及多于一个中微子的过程中产生或探测的味中微子的描述。我们表明，在这些情况下味中微子不能分别用纯态描述，而需要密度矩阵描述。我们明确考虑 $\nu_{e}$ 与 $\bar\nu_{\mu}$ 在 $\mu^{+}$ 衰变中产生以及通过电子散射探测 $\nu_{\mu}$ 的例子。我们表明，仅当在相互作用过程中忽略中微子质量差时，描述味中微子的密度矩阵才可近似为纯态密度矩阵。在此近似下，纯态为标准味态，并恢复标准中微子振荡概率表达式。我们还讨论了三个标准轻中微子与重中微子混合的效应——重中微子可因质量远大于中微子产生过程中的最大中微子能量，或因非相干产生与探测而退耦。最后，我们讨论更复杂的电子-中微子弹性散射情形，其中初末中微子无确定味，但因带电流与中性流相互作用的不同贡献而存在味依赖。