中微子经旋转黑洞散射的自旋振荡
高能物理 - 唯象学
2020-06-03 v1 高能天体物理现象
广义相对论与量子宇宙学
摘要
本文研究了中微子在引力作用下经黑洞(BH)散射时的自旋振荡。分析了非旋转与旋转黑洞的情形。我们推导了中微子与这些引力背景相互作用时自旋振荡的跃迁概率与存活概率的解析表达式。所得跃迁概率依赖于碰撞参数、中微子能量以及粒子质量。我们发现超相对论性中微子经旋转黑洞散射时存在发生自旋振荡的可能性。进而，考虑中微子经被背景物质环绕的黑洞散射，我们推导了自旋振荡的有效薛定谔方程。在具有真实吸积盘的大质量黑洞情形下，获得了该方程的数值解。在史瓦西度规下，中微子散射中的自旋效应可忽略不计。在克尔度规下，我们发现当超相对论性中微子经历引力散射时，由于自旋振荡，观测到的中微子通量可减少近10%。中微子与吸积盘的相互作用导致出射中微子通量强度的额外修正。我们讨论了所得结果在中微子天文学中的应用。
引用
@article{arxiv.2006.01636,
title = {Spin oscillations of neutrinos scattered off a rotating black hole},
author = {Maxim Dvornikov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.01636},
year = {2020}
}
备注
22 pages, 20 eps figures, LaTeX2e, published version. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1911.08317