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无味道混合的自诱导中微子味转换

高能物理 - 唯象学 2016-03-25 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

致密介质中的中微子-中微子折射可引起自诱导味转换,由相互作用的味道振荡器的集体逃逸模式触发。增长率通常被发现为典型真空振荡频率 Δm2/2E\Delta m^2/2E 量级。然而,即使在 νe\nu_e 束流与反向运动的 νˉe\bar\nu_e 束流相互作用的简单情况下,并考虑空间不均匀性,增长最快的傅里叶模式的增长率也为 μ=2GFnν\mu=\sqrt{2} G_{\rm F} n_{\nu} 量级,即典型的 ν\nu--ν\nu 相互作用能量。该增长率远大于真空振荡频率,并导致在更短时间尺度上的味转换。这种 "fast flavor conversion"(快味转换)现象即使在 Δm2/2E\Delta m^2/2E 趋于零时也会发生,因此不依赖于能量,而仅依赖于角分布。此外,它不需要中微子混合或具有质量,也许仅为提供种子扰动除外。我们还构建了一个由交叉束流组成的简单均匀例子,并研究了 Ray Sawyer 提出的示意性超新星模型,其中 νe\nu_eνˉe\bar\nu_e 以不同的天顶角分布出现,这是快味转换的关键要素。现实天体物理场景中发生的情况仍有待理解。

关键词

引用

@article{arxiv.1602.00698,
  title  = {Self-induced neutrino flavor conversion without flavor mixing},
  author = {Sovan Chakraborty and Rasmus Sloth Hansen and Ignacio Izaguirre and Georg Raffelt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1602.00698},
  year   = {2016}
}

备注

17 pages, 6 figures. Minor changes and updated references. Content matches published version