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经典中微子输运中快味转换的稳健集成

高能天体物理现象 2025-02-10 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

在致密环境(如核坍缩超新星或中子星并合)中,中微子的量子动力学演化可能导致快味转换(FFC),这对实现这些系统的稳健天体物理建模构成了重大挑战。近期直接模拟局域域内中微子量子动力学输运的工作表明,当在远大于 FFC 长度尺度的尺度上进行粗粒化时,FFC 的渐近结果可以通过简单的解析处方来建模。在本文中,通过利用这种尺度分离,我们将解析处方纳入全局模拟中,这些模拟在球对称条件下求解包含碰撞和平流的经典中微子输运方程。我们证明,采用这种方法可以获得与相应全局量子动力学模拟直接得出的结果定量一致的结果,并能精确捕捉 FFC 发生在中微子球内部情况下的碰撞反馈效应。值得注意的是,该有效方案不需要解析 FFC 的时间和长度尺度,因此仅为经典输运增加了可忽略不计的计算开销。我们的工作突显了,在天体物理模拟所使用的经典中微子输运中,高效且稳健地集成 FFC 是可行的。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.17269,
  title  = {Robust integration of fast flavor conversions in classical neutrino transport},
  author = {Zewei Xiong and Meng-Ru Wu and Manu George and Chun-Yu Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.17269},
  year   = {2025}
}

备注

minor modification; Supplemental Material added; version to appear in PRL