确定快中子味转换渐近态的简易方法

Masamichi Zaizen; Hiroki Nagakura

doi:10.1103/PhysRevD.107.103022

确定快中子味转换渐近态的简易方法

高能天体物理现象 2023-05-24 v2 高能物理 - 唯象学

作者: Masamichi Zaizen , Hiroki Nagakura

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

在中子星并合等天体物理场所的高密度中微子气体中,中微子-中微子前向散射可能诱发集体中微子振荡,如核坍缩超新星(CCSN)与双中子星并合(BNSM)。本文通过线性稳定性分析与带周期边界条件的局部模拟,对快中子味转换(FFC)展开详细研究,并特别关注其渐近态。我们发现渐近态可由 FFC 的两个关键性质刻画:(1) 每种味中微子的轻子数守恒;(2) 在空间或时间平均分布中 ELN(电子中微子轻子数)-XLN(重轻子味轻子数)角交叉的消失。初始具有正(负)ELN-XLN 密度的系统会在负(正)ELN-XLN 角方向上达到味等分配,其余部分则对此进行补偿以保全守恒律。这些 FFC 性质提供了一种无需求解量子动力学方程即可确定渐近态中中微子存活概率的近似方案。我们还证明,对于相同的 ELN-XLN 分布,味转换的总量可随与味相关的中微子分布而变化。我们的结果表明,即便浅而窄的 ELN 角交叉也具有驱动大幅味转换的能力,显示出在 CCSN 与 BNSM 建模中纳入 FFC 效应的必要性。

关键词

快中子味转换渐近态核坍缩超新星双中子星并合线性稳定性分析轻子数守恒

引用

@article{arxiv.2211.09343,
  title  = {Simple method for determining asymptotic states of fast neutrino-flavor conversion},
  author = {Masamichi Zaizen and Hiroki Nagakura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.09343},
  year   = {2023}
}

备注

11 pages, 6 figures, Accepted to PRD

确定快中子味转换渐近态的简易方法

摘要

关键词

引用

备注

相关论文