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含完整平均场效应与碰撞的原始中微子不对称性演化

高能物理 - 唯象学 2022-03-31 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

中微子振荡与平均场效应极大丰富了早期宇宙中中微子演化的现象学。考虑这些效应(最显著的是中微子自相互作用平均场贡献),我们重访原始中微子不对称性的演化问题,首次纳入描述与电子/正电子的散射和湮灭以及(反)中微子间反应的碰撞的完整表达式。我们表明,绝热转移平均振荡(ATAO)方案的推广——一种此前在无中微子简并下发展、基于该问题中时间尺度大分离的 Numerical 方法——足以达到与完整量子动力学方程积分相同的精度,但显著更快。该近似凸显了中微子化学势演化中起作用的同步振荡物理,尤其在仅两中微子混合的特殊情形中。特别地,它使人理解是什么控制振荡的起始与振幅,以及为何随后存在具有更大频率的集体振荡 regime。我们还发现,使用完整碰撞项而非依赖类阻尼近似极为重要,以免高估碰撞对这些同步振荡的抑制。最后我们定性研究混合参数如何影响最终中微子构型,特别表明 CP 破坏 Dirac 相不能显著影响最终 NeffN_{\rm eff} 或最终电子(反)中微子能谱,因此不应影响宇宙学观测量。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.11889,
  title  = {Primordial neutrino asymmetry evolution with full mean-field effects and collisions},
  author = {Julien Froustey and Cyril Pitrou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.11889},
  year   = {2022}
}

备注

51 pages, 17 figures