利用微观量子力学模型理解中微子振荡中的引力诱导退相干参数

本文在中微子振荡背景下研究了由 Blencowe 和 Xu 提出的引力诱导退相干微观量子力学模型。重点在于与现有唯象模型进行比较，以及对这类模型中退相干参数的物理解释。结果表明，对于真空中的中微子振荡，引力诱导退相干可与具有 $\Gamma_{ij}\sim \Delta m^4_{ij}E^{-2}$ 形式退相干参数的唯象模型相匹配。当包含物质效应时，退相干参数表现出对地球各层中变化物质密度的依赖。正如线性化引力所建议的，这种行为可通过中微子与引力波环境之间耦合的性质来解释。在理论层面上，这些不同模型可通过 Lindblad 算子的不同选择来表征；从线性化引力角度来看，退相干参数不包含物质效应的模型适用性较低。因此，在物质中的中微子振荡情形下，微观模型与许多假设物质中退相干参数为常数的现有唯象模型不一致。尽管如此，我们确定 KamLAND 实验装置特别适合基于先前使用唯象模型的分析，对模型参数（即中微子与引力波环境的耦合及其温度）建立首个实验约束。