中文

中微子快味不稳定的粒子模拟

高能天体物理现象 2021-05-05 v2 等离子体物理

摘要

中微子驱动核心坍缩超新星,从中子星并合吸积盘启动外流,并设定两系统中生成宇宙中重元素的抛射物的质子中子比。不同味的中微子与物质相互作用不同,近期许多工作表明快味不稳定性在两系统中可能普遍存在,但不稳定性饱和后的最终味含量尚不清楚。本工作中我们给出粒子模拟计算,追踪所有味中微子与反中微子通过饱和与运动学退相干的演化。我们进行一维三味中微子量子动力学模拟,以展示该不稳定性在若干示例情形中的结果。我们展示了轴向对称与非对称模式的增长,其波长与增长率与线性稳定性分析预测相符。最后,我们改变中微子与反中微子的数密度、通量大小与通量方向,表明这些因素同时改变增长率与饱和后中微子味丰度。这些模拟中弱的电子轻子数(ELN)交叉产生不稳定的缓慢增长,以及初态与末态味丰度间微小差异。在所有这些计算中,相同数量的中微子与反中微子改变味,使两者中较稀少者成为饱和后味变化的限制因素。要充分探测初条件参数空间,还需更多模拟与多维模拟。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.02745,
  title  = {Particle-in-cell Simulation of the Neutrino Fast Flavor Instability},
  author = {Sherwood Richers and Don E. Willcox and Nicole M. Ford and Andrew Myers},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02745},
  year   = {2021}
}

备注

15 pages, 10 figures, plus references and appendices. Accepted to PRD