中微子振荡与宇宙学

本文考虑了真空中和宇宙学等离子体中的中微子振荡现象学。真空中的中微子振荡通常用平面波近似来描述。在这种形式中，存在一个模糊性：是假设 $\delta p =0$ 并相应地 $\delta E\neq 0$，还是反之 $\delta E =0$ 且 $\delta p \neq 0$，或者采用其他条件。我们将使用标准的量子场论规则集，并表明理论描述是无歧义的，振荡中微子的状态由其探测条件决定。波包形式是这种方法的自然结果。宇宙学等离子体中的振荡中微子由于弹性或非弹性散射导致的快速相干性损失，无法用波函数来描述，因此应使用密度矩阵形式。我们推导了振荡中微子密度矩阵的动力学方程，并考察了这些方程的数值解和半解析解。特别地，我们批判性地讨论了在活性中微子与惰性中微子混合的扇区中宇宙学轻子不对称性放大的可能性。