中微子质量层级在引力透镜中的特征

在平直时空中，已知真空 neutrino 味振荡仅对 neutrino 质量平方之差敏感，而不依赖于各个 neutrino 的质量。本工作中，我们表明由引力源引起的 neutrino 透镜效应显著改变了这一标准图像，并产生了一种新颖的贡献，使得振荡概率也依赖于各个 neutrino 质量。位于源与探测器之间的引力质量会使途经的 neutrino 发生偏折，而在探测点处，经由不同路径到达的 neutrino 可导致干涉现象。当存在非零路径差时，在此类干涉存在下计算的味跃迁概率依赖于 neutrino 的各个质量。我们通过考虑由 Schwarzschild 质量引起的弱透镜实例明确演示了这一点。通过最简单的双味情形，我们表明在非零最大混合之外的两 neutrino 间非最大混合情况下，存在透镜时的振荡概率对 $\Delta m^2 = m_2^2 -m_1^2$ 的符号敏感，这与平直时空中标准真空振荡的情形不同。此外，该概率本身随路径差振荡，且此类振荡的频率依赖于绝对质量标度 $m_1$ 或 $m_2$。我们还给出了现实的三味情形结果，并讨论了引力修正的 neutrino 振荡的各种启示及其观测手段。