An Analytic Approach to the Wave Packet Formalism in Oscillation Phenomena
我们引入了一个近似方案,以教学和全面的方式对振荡现象进行分析研究。利用高斯波包,我们证明了振荡是有界的与时间相关的消失函数,它表征了质量本征态波包之间的滑移。我们还表明,波包传播代表的二次效应,发挥了重要作用,只有在非相对论性的限制。在我们的分析中,我们注意到存在一个新的时间相关的阶段,并计算如何修改这个额外的长期的风味转换公式的振荡字符。最后,通过考虑Box和Sine波包,我们研究了如何选择不同的函数来描述粒子局域化的变化的振荡概率。
2004-11-09 hep-ph
Wave packets and quantum oscillations
我们给出了详细的分析范围内的波包形式主义的振荡公式。特别注意确保在物理情况下(Δ p不等于0)的风味本征态的创建。此要求在所有帧中强制非瞬时粒子创建。结果表明,标准公式不仅在质量波包具有相同速度时是精确的,而且在出现最小滑移时是一个很好的近似。对于更一般的情况下,振荡公式包含额外的任意参数,这允许未知形式的波包包络。
2004-11-10 hep-ph
Wave-Packet Treatment of Neutrino Oscillation Based on the Solution to Dirac Equation
通过求解一维大质量费米子的狄拉克方程来处理中微子的味振荡。我们用玻色产生算符和玻色湮灭算符表示的宇称算符和相应的哈密顿量的互本征函数表示压缩相干态,给出了解。结果表明,单能态是不可归一化的,而可归一化的高斯波包在纯宇称态时不能传播。中微子束的物理状态可以表示为两个宇称等权重混合的可归一化高斯波包,它具有最大的能量依赖速度。基于这种波包表象,可以严格地处理中微子的味振荡。这些结果使得对中微子振荡实验数据的准确解释成为判断中微子振荡是否违反CP对称性的关键。
2012-08-02 hep-ph
Wave-packet treatment of neutrino oscillations and its implications on determining the neutrino mass hierarchy
我们把中微子看作一个波包,导出了中微子味跃迁几率。波包处理的退相干和色散效应表现为平面波中微子振荡模式的阻尼和相移。如果初始中微子波包的能量不确定度大于中微子能量的0.01,退相干和色散效应将使反应堆中微子实验对质量分级测量的灵敏度降低到低于3 $σ$置信水平。
2016-03-01 hep-ph
Reply to "Comment on "Damping of neutrino oscillations, decoherence and the lengths of neutrino wave packets""
在arXiv:2209.00561中,我们对与中微子一起发射的粒子对中微子波包的影响的处理arXiv:2208.03736受到了几方面的批评。我们在这里表明,这种批评是基于误解我们的结果,是无效的。我们的结论,特别是中微子波包分离效应在反应堆和中微子源实验中是不可观测的,保持不变。
2022-10-04 hep-ph
Neutrino Oscillations in Intermediate States.II -- Wave Packets
我们用高斯波包描述的粒子散射来分析中间中微子的振荡。我们研究了一个标量模型,如在以前的文件(I),但在现实的情况下,其中的两个粒子的初态和末态是波包和中微子的中间状态。从初终态之间的总跃迁几率随时间的演化发现了中间中微子的振荡。有限寿命和有限弛豫时间的影响也进行了研究。我们发现,振荡模式依赖于粒子在初态和终态的波包大小和初始粒子的寿命。对于$Δm^2_{21}=3\times 10^{-2}$ eV的$^2$,当波包尺寸为$10^{-13}$ m时,振荡几率偏离标准公式.
2005-02-17 hep-ph
Wave packet treatment of neutrino flavour and spin oscillations in galactic and extragalactic magnetic fields
本研究采用波包方法分析磁场中中微子味与自旋振荡的退相干效应,明确其在大尺度天体中微子场景的重要性,成果可为多台中微子望远镜及超新星中微子探测研究提供支撑。
2024-01-30 hep-ph
Flavor and chiral oscillations with Dirac wave packets
报道了Dirac波包在中微子味振荡处理中的最新结果,其中旋量态的初始局域化意味着质量本征态波包的正、负能量分量之间的干涉.费米子粒子的一个满意的描述需要使用狄拉克方程作为质量本征态的演化方程。在此背景下,可以得到一个新的风味转换公式时,考虑到手性振荡的影响。我们的研究得出的结论是,粒子的费米性质,其中手征振荡和质量本征态波包的正负频率分量之间的干扰被隐含地假设,修改标准振荡概率。然而,对于超相对论粒子和尖峰动量分布,我们可以分析地证明,这些修改引入了与(m12/p0)平方成比例的校正因子,这实际上是任何实验分析都无法检测到的
2005-04-26 hep-ph
Coherence of neutrino oscillations in the wave packet approach
在量子机械波包处理中微子振荡的过程中,引入了中微子被探测的微观过程的时间和空间相干宽度,证实了Kers,Nussinov和Weiss的观察,即精确测量参与探测过程的粒子的能量可以增加相干长度。然而,这里提出的波包处理表明,相干长度有一个上限,由中微子能量和质量平方差,超过该上限的振荡过程的相干性丢失。
1998-01-30 hep-ph
How do Neutrinos Propagate ? - Wave-Packet Treatment of Neutrino Oscillation
本文将以前发展的中微子振荡的波包处理方法推广到动量分布函数取高斯形式,中心值和色散均依赖于中微子的质量本征态的情况。除其他事项外,中微子波包的速度一般不同意人们会期望的经典和相对论性的中微子发射的π介子仍然遵循,以一个很好的近似,经典的轨迹。
2000-06-29 hep-ph
Correlated Wave Packet treatment of Neutrino and Neutral Meson Oscillations
本文用量子波包方法处理中微子和中性K、B介子的振荡,在产生过程中加入了反冲粒子,并考虑了假设为共振粒子或不稳定粒子的源的定域性和寿命的影响。这种方法消除了传统的单粒子处理这些振荡与反冲粒子的模糊性。导出了源的随机衰变时间与关联末态粒子的时空坐标之间的基本联系。
1998-12-18 hep-ph
Comment on "Damping of neutrino oscillations, decoherence and the lengths of neutrino wave packets''
本文指出了“中微子振荡的阻尼、消相干和中微子波包的长度”一文中对反应堆中微子和源中微子振荡相干性的处理中存在的三个明显的矛盾。首先,振荡概率依赖于纠缠反冲粒子的后续相互作用,这意味着违反因果关系,在某些情况下还意味着超光速信号;其次,在非正交基础上对纠缠反冲进行积分会导致非物理效应;第三,什么样的相互作用可以用来测量初始状态粒子的位置,这个问题仍然是模糊的。这些观点加在一起似乎削弱了其中提出的主张,即波包分离的影响在反应堆和放射源为基础的中微子实验中必须是严格不可观察的。
2022-09-01 hep-ph
Probing Quantum Foundations in Long-Baseline Neutrino Oscillations: Wave Packet Approach from MINOS Data to DUNE Predictions
University of Delhi(德里大学);Università di Salerno(萨莱诺大学);INFN Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部)
该研究将波包形式体系引入中微子味振荡分析,结合MINOS数据与DUNE预测,通过振荡概率、经典费希尔信息及量子三元性量,验证了波包方法可探测长基线中微子振荡的量子基础。
2026-10-19 hep-ph
Spreading of wave packets for neutrino oscillations in vacuum
本文用场论方法研究了真空中时间积分双味中微子振荡几率的色散对波包扩展的影响。中微子味态被写为中微子质量本征态的叠加,用局域波包描述。这项研究是在近简并质量的极限下进行的,并考虑了能量的膨胀,直到动量的三阶。我们得到的时间积分的中微子振荡概率的抑制因子$1/L^2$的横向和纵向色散制度,其中$L$是中微子源和检测器之间的距离。
2014-01-09 hep-ph
Covariant asymmetric wave packet for a field-theoretical description of neutrino oscillations
考虑了一类相对论协变波包模型,它可以作为量子场论形式中描述中微子味振荡现象的渐近自由进出态。我们证明了新的“非对称”波包(AWP)是一个合适的替代更方便的“对称”波包,如所谓的相对论高斯包(RGP)广泛用于基于QFT的方法中微子振荡。我们表明,RGP是AWP的一个特殊情况下,虽然这些模型的许多属性几乎是相同的准稳定制度。我们讨论了AWP区别于RGP的一些特征。
2015-07-15 hep-ph math-ph math.MP
Neutrino oscillations: Quantum mechanics vs. quantum field theory
中微子振荡的一致性描述需要量子力学(QM)波包方法或量子场论(QFT)处理。我们比较了这两种方法对中微子振荡的研究,并讨论了它们之间的对应关系。特别是,我们推导出的QM中微子波包从QFT的表达式和自由参数的QM框架,特别是中微子状态的有效动量不确定性,更基本的参数的QFT方法。在我们的讨论中,我们包括了一些中微子的相互作用伙伴没有被检测到的可能性,中微子是在不稳定的母粒子衰变中产生的,以及中微子产生(或检测)过程中所涉及的粒子的波包的重叠不是最大的。最后,我们展示了如何正确的归一化振荡概率可以在QFT框架中获得,而无需在QM方法中采用的特设归一化过程。
2012-11-20 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Damping of neutrino oscillations, decoherence and the lengths of neutrino wave packets
中微子质量本征态波包的空间分离导致中微子振荡的退相干和阻尼。中微子探测器的有限能量分辨率也会导致阻尼,或者在使用放射性中微子源的实验中,由发射的中微子线的有限宽度引起。我们以反应堆中微子实验和放射性$^{51}$ Cr源实验为例,详细研究了这两种类型的阻尼效应。我们证明,通过WP分离的消相干的影响总是可以纳入到一个修改的能量分辨率函数的检测器,所以是密切纠缠与it.We估计的第一次反应堆中微子和中微子的WP的长度$σ_x$从放射性$^{51}$ Cr源。所获得的值,$σ_x = (2\times 10^{-5} - 1.4\times 10^{-4})$ cm,是至少六个数量级大于目前可用的实验下限。我们的结论是,WP分离的退相干的影响不能探测在反应堆和放射源实验。
2022-10-07 hep-ex hep-ph
Neutrino propagation in matter using the wave packet approach
利用波包理论研究了相对论中微子在变密度物质中的振荡和转换。我们展示了如何修改的振荡和相干长度的情况下,在真空中的振荡比较。其次,我们证明了两种中微子味的运动方程可以在几乎任意的密度分布下形式化求解。最后计算了波包的使用对非绝热能级交叉概率的影响。对于大多数常见的物理环境,由于波包的宽度引起的校正不会导致可观察到的效果。
2000-04-17 hep-ph
Wave packet approach to quantum correlations in neutrino oscillations
量子关联为研究各种系统中量子物理的基本方面提供了肥沃的试验场,特别是在相对论(基本)粒子系统如中微子的情况下。在最近的一篇论文中,Ming等人(Ming et al.Eur.Phys.J.C80(2020)275)结合Daya-Bay和MINOS实验的结果,在平面波近似的框架下研究了中微子振荡的量子性。我们通过采用波包的方法,占本地化和退相干的影响,扩大他们的治疗。这导致与实验结果,特别是MINOS实验的情况下,更好的协议。
2021-04-07 hep-ph quant-ph
Paradoxes of neutrino oscillations
尽管中微子振荡理论已经相当古老,但它的一些基本问题在文献中仍有争议。在波包方法的框架下,我们讨论了一些这样的问题,包括“同能量”和“同动量”假设的相关性,量子力学不确定性关系在中微子振荡中的作用,确保中微子振荡可观测性的产生/检测和传播相干条件对中微子能量和动量不确定性的依赖性,振荡概率对中微子产生和探测过程的依赖性问题、定态源近似的适用范围以及振荡概率的洛伦兹不变性。我们还发展了一种新的方法来计算的振荡概率的波包图片的基础上,不同于标准的求和/积分约定,这给了一个新的洞察振荡现象。本文讨论了中微子振荡理论中一些明显自相矛盾的特征。
2009-06-20 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Second-order corrections to neutrino two-flavor oscillation parameters in the wave packet approach
本文报道了一个包含{ \em中间体}波包形式的分析研究,它用于量化中微子双味转换公式中出现的物理相关信息,并帮助我们获得更精确的中微子味振荡的极限和范围.通过一系列的解析近似,我们假设一个严格的峰值动量分布,并考虑在幂级数展开的能量的二阶修正,我们指出了一个{ \em剩余}的时间相关的相位,加上{ \em扩展/滑移}的影响,可以巧妙地修改中微子振荡的参数和限制。这样的二阶效应通常被忽略的相对论波包处理,但他们提出了一个明显的依赖于传播制度,使一些小的修改的振荡模式,即使在超相对论的限制,可以量化。这些修改是在中微子振荡参数范围(质量平方差$Δm^{\2}$和混合角$θ$)的情况下实现的,其中我们假设了与文献中在一种用于某些反应堆实验的{ \em玩具模型}中注意到的相同的波包参数。一般来说,我们的分析平行最近的实验目的,关注更高精度的参数测量。总之,我们表明,更准确地确定$Δm^{\2}$和$θ$的有效性取决于波包宽度$a$和平均传播能通量$\bar{E}$,这仍然对应于某些类实验的开放变量。\
2006-11-30 hep-ph
Testing the wave packet approach to neutrino oscillations in future experiments
当中微子长距离传播时,味本征态的质量本征态分量将由于它们的不同群速度而在空间上分离。如果中微子的能量是MeV量级,并且如果中微子被局域化(在量子力学意义上)到亚原子尺度,这可能发生在地球的距离尺度上。例如,如果中微子位置的海森堡不确定度低于0.01埃,则可以使用大型液体闪烁体探测器在反应堆中微子中观察到中微子退相干。
2010-11-25 hep-ex hep-ph
Neutrino wave function and oscillation suppression
我们考虑一个思想实验,其中中微子是由晶体中原子核上的电子产生的。假设电子用波包描述,计算了振荡中微子的波函数。如果电子是相对论性的,并且它的波包的空间尺寸远大于晶胞的尺寸,那么产生的中微子的波包与电子的波包的尺寸基本相同,我们研究了两种机制对大距离中微子振荡的抑制:1)不同中微子质量对应的波包的空间分离; 2)给定中微子质量本征态的中微子能量色散。我们解决这两个机制的贡献。
2005-07-06 hep-ph
Neutrino Wave Packets in Quantum Field Theory
本文在量子场论的框架下提出了一个中微子振荡模型,其中传播的中微子和参与产生和探测过程的粒子都用波包来描述。中微子态是由产生过程决定的大量中微子波包的叠加,正如因果关系所自然预期的那样。我们发现,由于探测过程的影响,与中微子振荡相关的大质量中微子分量的能量和动量一般不同于传播的大质量中微子波包的平均能量和动量。我们的结果证实了极端相对论中微子振荡长度的标准表达式的正确性和相干长度的存在。
2002-06-26 hep-ph
Self-induced suppression of collective neutrino oscillations in a supernova
我们调查集体味振荡的超新星中微子在爆炸的后期阶段。我们首先表明,经常使用的单角度(平均耦合)近似预测振荡接近,甚至可能在中微子层内,可能使基本的中微子输运范式无效。幸运的是,我们还发现,单角近似在这种情况下崩溃;在完整的多角计算中,振荡安全地开始于输运区域之外。新的抑制效应被追溯到中微子-中微子相互作用中的色散和真空振荡项之间的相互作用。
2011-04-20 astro-ph.SR hep-ph
Time-to-Space Conversion in Neutrino Oscillations
本文在波包理论框架下研究了中微子振荡问题。中微子状态由一个最初位于区域S(源)的包描述,并在距离S距离R的另一个区域D中被检测到。我们研究如何振荡概率作为变量R的函数可以从他的振荡概率作为时间t的函数,后者被发现使用薛定谔方程。我们证明了已知的处方“t --> R/c”,而不涉及中微子波包的特定形式,只假设其支持的有限性。揭示了大R时振荡阻尼的影响。作为说明,阻尼因子的显式表达式得到使用高斯包。
2006-11-15 hep-ph quant-ph
Decoherence in Neutrino Oscillation between 3D Gaussian Wave Packets
本文扩展中微子振荡退相干理论至三维高斯波包,揭示产生与探测宽度在相干长度和局域化因子中相加、在动量守恒因子中约化,总概率由二者比值决定。
2023-10-16 hep-ph hep-th
Wave packet description of Majorana neutrino oscillations in a magnetic field
Moscow State University(莫斯科国立大学)
研究了Majorana中微子在磁场中的振荡行为,推导了考虑退相干效应的振荡概率表达式,并分析了相干长度与频率关系。
2026-02-02 hep-ph hep-th quant-ph
Spacetime evolution of lepton number densities and wave packet-like effects for neutrino flavor and chiral oscillations in quantum field theory
本文基于量子场论构建轻子家族数密度算符的时间演化,研究狄拉克与马约拉纳中微子在非相对论和相对论能量下的味与手征振荡,并利用高斯动量分布分析波包类退相干效应,证明非相对论区域中微子质量类型仍可区分。
2025-08-22 hep-ph
Physics Involved in Neutrino Oscillation
本文讨论了中微子振荡,着重讨论了它的概念。在回顾了两种常规配方(在此称为等能量配方和等动量配方)之后,为这两种配方中的每一种开发了波包治疗。我们考虑了局域于空间和时间的波包,并借助于相对论运动学,导出了振荡发生的必要条件,这些条件似乎比以前所指出的形式更明确和定量。简要地提到了波包处理所提出的一些唯象意义。最后,作为可能的第三个处方,等速处方。
1998-09-28 hep-ph
N-mode coherence in collective neutrino oscillations
研究了均匀各向同性系综中中微子-中微子相互作用影响下的双味中微子振荡。对于任何密度,都存在集体振荡的形式,表现出自我维持的相干性。它们可以通过N个线性独立函数来分类,这些函数将所有中微子模式描述为线性叠加。此外,该动力学等价于另一个具有相同有效密度的系综,由N个具有离散能量E_i(i=1,…,N.我们使用这种等价性来推导双模(双峰)相干性的解析解,相关的超新星中微子的光谱分裂形成。
2021-09-13 astro-ph.SR hep-ph
A quantum field theoretical model of neutrino oscillation without external wave packets
基于中微子产生和探测过程的量子场论描述,我们建立了一个普遍的、自洽的中微子振荡模型。重点放在这些过程的相互作用的局部性,在通常的应用程序的四个费米子局部哈密顿量,我们假设,弱相互作用只打开时,所涉及的粒子的波函数是重叠和关闭时,他们的分离。在我们的处理中的一个关键假设是,粒子的波包的大小,特别是,中微子产生源粒子和中微子吸收检测器粒子,被认为是可以忽略不计相比,它们在各自的介质中的平均自由程。在此假设下,考虑到中微子产生的时间有限,我们得到了边缘清晰的中微子波包。这一事实,加上弱相互作用的局部性,使我们能够将传播时间与传播距离联系起来,从而避免了通常在推导中微子振荡公式时采用的特别的时间平均程序。不需要对粒子波函数的特殊形式作任何假设,例如高斯函数。我们的方法的一个很好的特点是,中微子振荡公式是自动正常化的,如果生产和检测过程中正在进行的状态是正常化。我们还表明,因果关系和幺正性不能同时满足虚拟中微子模型。
2014-03-03 hep-ph
The influence of collective neutrino oscillations on a supernova r-process
最近,人们已经证明超新星中的中微子会集体振荡。这一过程比传统的物质诱导MSW效应发生得更深,因此可能对核合成产生影响。在本文中,我们探讨集体中微子振荡的r-过程的影响,使用代表性的后期中微子光谱和外流模型。我们发现,集体振荡的准确建模是必不可少的这种分析。作为一个例子,经常使用的“单角度”近似在我们的设置中对产率做出非常不准确的预测。通过适当的多角度处理,发现振荡的影响不那么引人注目,但仍然很重要。由于振荡模式对发射通量的细节和中微子质量等级的符号很敏感,因此r过程产额也很敏感。这种效应的大小还敏感地取决于天体物理条件,特别是取决于原子核开始大量存在的时间与集体振荡开始的时间之间的相互作用。对天体物理条件有更明确的了解,并对这些条件下的集体振荡进行准确的建模是必要的。
2010-12-02 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Neutrino oscillation from the beam with Gaussian-like energy distribution
最近在大亚湾进行的中微子实验给出了瞬发能量分布的较好数据。本文通过对探测器接收到的中微子波函数施加类高斯包,模拟了实验中所呈现的能量分布。我们发现中微子的波包在传播过程中是膨胀的。因此,在长基线实验中,混合角$θ_{13}$比$θ_{12}$和$θ_{23}$更难测量。利用相干态方法还研究了其它一些传输特性,如生存概率的时间估计、中微子振荡和$CP$破坏等。随着高斯包宽度的增加,中微子振荡的振幅逐渐减小,而振荡周期逐渐增大。
2015-06-23 hep-ph
Effect of collective neutrino flavor oscillations on vp-process nucleosynthesis
vp过程是发生在核坍缩超新星中的一个初级核合成过程。在这个过程中,电子反中微子扮演着重要的角色。它们通过吸收质子产生中子,通过(n,p)反应,中子可以克服具有相当长的β衰变和质子捕获寿命的等待点核。vp过程合成重元素对\bar ν_e的光度和光谱有敏感的依赖性。最近的研究表明,后者受到中微子集体味振荡的影响,在一定分裂能量以上,这种味振荡可以交换\bar ν_e和\bar ν_{μ,τ}谱。假设这样的交换方案,我们研究了集体中微子味振荡对vp过程核合成的影响。我们的结果表明,质量数A=108的轻p核的产生对集体中微子振荡非常敏感。
2011-05-26 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Theory of Neutrino Oscillations
我们批判性地回顾了中微子振荡标准理论所依据的主要假设。我们表明,所有的假设都是现实的,除了所谓的“等动量假设”,但这是无关紧要的。简要回顾了中微子振荡的协变平面波推导和中微子振荡的量子场论波包模型。我们表明,这两种方法导致的振荡相位的标准表达式。波包模型还允许描述振荡的相干性以及产生和检测过程的局部化。
2004-01-30 hep-ph
Collective neutrino oscillations and spontaneous symmetry breaking
在炽热致密的天体物理环境中,如核心坍缩的超新星中,中微子振荡提出了一个具有挑战性的七维味道传输问题。为了使问题变得更加困难(和有趣),中微子可以通过在这种环境中的稠密中微子介质中的非线性折射经历集体振荡。在过去的十年里,人们对各种简化的中微子气体模型中集体中微子振荡的理解取得了重大进展。然而,最近的一系列研究似乎已经“重置”了这一进展,表明这些模型可能与集体中微子振荡不兼容,因为后者可以自发地打破对称性,如果他们不强加。本文通过几个简单的模型讨论了集体中微子振荡的一些重要概念。我们还阐明了在这些模型中,因为集体振荡的空间和方向对称性的打破。
2015-06-29 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Symmetries in collective neutrino oscillations
讨论了中微子味演化方程中的对称性与集体旋进模中中微子味振荡之间的关系。当条件可以近似为均匀和各向同性时,这种集体进动模式可以引起光谱交换(分裂)。超新星中微子味转变的多角度数值模拟表明,当这种近似被打破时,非集体中微子振荡模式会发生运动学退相干,但集体岁差模式仍然有望脱颖而出。我们提供了一个标准,如果中微子参与集体岁差模式发生显着的味道转变。这个判据可以用来理解在高物质密度的各向异性环境中集体中微子振荡的抑制。这个判据也有助于理解当中微子密度很小时集体进动模式的崩溃。
2009-07-31 astro-ph hep-ph
The Distinction Between Dirac and Majorana Neutrino Wave Packets Due to Gravity and Its Impact on Neutrino Oscillations
我们提出了狄拉克和马约拉纳中微子波包可以区分的可能性时,受到自旋-引力相互作用,而通过真空传播的Lense-Thirring度规描述。通过采用引力相位和与时间无关的微扰理论的技术,我们从微扰哈密顿量生成自旋-引力矩阵元,并表明这种区别很容易反映在定义明确的引力修正的中微子振荡长度的双味系统。使用太阳和SN 1987 A作为引力源的Lense-Thirring度规的显式例子。这种方法提供了确定绝对中微子质量的可能性,并确定了理论上的绝对中微子质量差的上限,其中狄拉克和马约拉纳的情况之间的区别是显而易见的。我们讨论了这种分析的相关性,即将尝试测量的低能量中微子的性质SNO和其他太阳中微子天文台。
2006-06-30 gr-qc hep-ph hep-th
Neutrino oscillation with minimal length uncertainty relation via wave packet approach
本文基于广义不确定性原理(GUP)并采用波包方法微扰推导中微子振荡概率,发现通过较小的有效位置宽度可对最小长度尺度给出更强限制,并利用MINOS等加速器实验确定了形变参数的上限。
2024-06-01 hep-ph
The construction of Dirac wave packets for a fermionic particle non-minimally coupling with an external magnetic field
我们将继续构造{ \em费米子}粒子(中微子)的规范化狄拉克波包,其动力学由与外部磁场具有非最小耦合的“修正”狄拉克方程控制。我们不仅对“修正的”狄拉克波动方程的解析解感兴趣,而且对狄拉克波包的构造感兴趣,这些波包可用于描述与量子振荡现象相关的一些可观测物理量的动力学。最后,我们定性地讨论了这种形式的建设中的手征(和味)振荡的中微子物理学的理论背景下治疗的适用性。
2006-11-28 hep-ph
Neutrino Velocity and Neutrino Oscillations
我们研究的传播距离和群速度的μ子中微子的混合和振荡的存在下假设洛伦兹不变性举行。振荡导致$ν_μ$波包的失真,这又改变了群速度和$ν_μ$行进的距离。我们发现,在中微子波包形成的$π-$和$K-$介子衰变隧道中,距离$d_{osc}$的变化与中微子获得的波包长度$σ_x$和振荡相位$ϕ_p$成正比,其中:$d_{osc} \propto σϕ_p$。虽然距离$d_{osc}$可能有效地对应于超光速运动,但其影响太小($\sim 10^{- 5}$ cm),与OPERA的结果不一致。我们分析了增加$d_{osc}$的各种可能性,并讨论了实验设置,其中$d_{osc}$(对应于超光速运动)可以达到一个可观察的值$\sim 1$ m。
2012-07-30 hep-ph
The Role of Collective Neutrino Flavor Oscillations in Core-Collapse Supernova Shock Revival
我们探讨了由于中微子-中微子相互作用引起的集体中微子味振荡对停滞核塌缩超新星激波后中微子加热的影响。我们进行轴对称(2D)辐射流体动力学核心坍缩超新星模拟,跟踪的第一个400毫秒后核心反弹的演变在11.2太阳质量和15太阳质量的祖星。使用这些二维模拟的输入,我们进行中微子味振荡计算在多能量单角度和多角度单能量近似。我们的研究结果表明,风味转换不会设置,直到接近或以外的失速冲击,提高加热不超过百分之几,在最乐观的情况下。因此,我们得出结论,标准的核心坍缩超新星的反弹前爆炸动力学仍然不受中微子振荡。在高电子密度区域的多角度效应可以进一步抑制集体振荡,加强我们的结论。
2012-02-01 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Effect of extended neutrino production region on collective oscillations in supernovae
在超新星中,中微子是从宽度为$r_{\rm eff}$几公里的区域(而不是从无限小宽度的表面)发射出来的。我们研究了在这样一个扩展的发射区域上的集成(平均)对集体振荡的影响。平均导致通过因子$ \sim 1/r_{\rm eff} V_e \sim 10^{-10}$对相关性(密度矩阵的非对角元素)的附加抑制,其中$V_e$是物质势。这个因素进入进一步集体振荡的初始条件,因此,导致延迟的强烈的味道过渡。我们证明和量化这幅图片使用一个简单的例子,在两个相交的通量的集体效应。我们导出了在发射区积分的密度矩阵元的演化方程,并用数值和解析方法求解。对于解析解,我们使用了线性化方程。我们表明,延迟的发展的不稳定性和集体振荡依赖于抑制因子,由于平均(积分)的grammically。如果不稳定性发展的生产区域内,集成不仅会导致延迟,而且会修改的指数增长。
2019-09-20 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Self-induced parametric resonance in collective neutrino oscillations
我们确定了一个通用的新形式的集体味振荡在稠密的中微子气体,相当于一个自诱导的参数共振。它发生在一个均匀的和各向同性的系综时,一系列的中微子模式是在一个不同的味道比具有较低和较高的能量的相邻模式准备。中间光谱部分的风味含量相对于其他部分以对应于典型Δ m^2/2 E的频率振动。这种天平动在任意大的中微子密度的极限下持续存在,在那里人们会期望同步的味道振荡。
2008-10-08 hep-ph
Collective Neutrino Oscillations
本文综述了中微子自耦合条件下中微子味转变的丰富现象。我们的论述集中在三个集体中微子振荡的情况下:一个简单的双极中微子系统,最初由单能电子中微子和反中微子;均匀和各向同性的中微子气体与多个中微子/反中微子物种和连续的能谱;和一个通用的中微子气体在各向异性的环境。我们使用这些方案来说明集体中微子振荡的关键方面。我们讨论了集体中微子味振荡对核心坍缩超新星物理学的影响,以及获得基本中微子性质的前景,例如,中微子质量等级和$θ_{13}$从未来观测到的超新星中微子信号。
2010-01-16 astro-ph.HE hep-ph
Entanglement and Many-Body effects in Collective Neutrino Oscillations
集体中微子振荡在天体物理环境中传输轻子味中起着至关重要的作用,例如超新星,其中中微子密度很大。在这个制度中,中微子中微子相互作用是重要的,在平均场近似的模拟显示集体振荡发生的时间尺度远大于那些与真空振荡。在这项工作中,我们研究了相应的自旋模型使用矩阵产品状态的平衡动力学,并显示如何集体双极振荡可以触发多体相关,如果适当的初始条件。我们发现,纠缠熵缩放最mammically在系统的大小表明,经典的张量网络方法可以有效地描述集体中微子动力学更普遍。这些观测结果提供了一条清晰的前进道路,不仅可以提高当前模拟的准确性,而且可以在不诉诸平均场近似的情况下阐明集体风味振荡背后的机制。
2021-11-18 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Neutrino halo effect on collective neutrino oscillation in iron core-collapse supernova model of a 9.6 $M_{\odot}$ star
我们扩展了多角度的计算框架,研究了铁核母核坍缩中中微子晕在集体中微子振荡中的时间演化。我们发现,在$9.6\, \rm M_\odot$的情况下,在这项工作中采用的祖,有时间窗口时,中微子晕和集体中微子振荡的影响是不同时大。在激波内部,向内散射的晕中微子的影响与向外传播的中微子通量相比,一般不能忽略。然而,在早期时期,集体中微子振荡被多角度物质抑制有效地关闭。在中间时期,集体中微子振荡没有被抑制,但它的起始半径超出了仍然相对较小的爆炸冲击波阵面的晕是突出的。我们还发现,在$9.6\, \rm M_\odot$的祖先的情况下,晕中微子诱导集体中微子振荡的发病延迟。这导致了新的味道转换,使集体中微子振荡光谱特征更加尖锐。我们预测,中微子晕效应的列入使中微子信号,更清楚地区别于热发射时,晕中微子省略。
2020-05-18 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Flavor States and the Quantum Theory of Neutrino Oscillations
本文回顾了中微子振荡的标准理论,着重介绍了其中的主要假设:味态的定义、等动量假设和时间=距离假设。结果表明,标准味态是描述中微子振荡实验中的状态的正确近似。等动量假设是不必要的振荡概率的推导。时间=距离的假设来自传播中微子的波包特性。我们提出了一个简单的量子机械波包模型,它使我们能够描述中微子振荡的相干性和局域化。
2008-01-04 hep-ph
Space-time propagation of neutrino wave packets at high temperature and density
我们研究了在BBN之前的早期宇宙中,在有限温度和密度下“味”中微子波包的时空演化。我们采用非平衡场论方法和线性响应方法直接从介质中的有效狄拉克方程出发研究时空演化。有一个丰富的时间尺度层次与横向和纵向的色散和相干。“相干冻结”现象是纵向色散与介质中传播模式的波包分离之间竞争的结果。在共振附近,相干性和振荡时间尺度与真空相比增强了一个因子$1/\sin2θ$。通过带电和中性电流的碰撞弛豫发生在时间尺度远短于相干时间尺度和小真空混合角,短于振荡尺度。假设初始波包的动量扩散由带电轻子的大角度散射平均自由程决定,我们发现横向色散时间尺度是最短的,并且在比哈勃时间短得多的时间尺度上,横向色散时间尺度对存活几率和跃迁几率都有很大的抑制作用.对于小混合角,振荡时间尺度比碰撞弛豫时间尺度大\emph{longer}。该方法还产生右手波包的演变。振荡频率的修正来自波包结构以及介质中混合角的能量依赖性。
2006-06-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Collective neutrino oscillations with the halo effect in single-angle approximation
在球对称超新星模型中,我们在“单角”近似下对集体中微子振荡进行了自洽计算,其中包括背散射中微子效应(Halo效应)。我们发现,由于光环效应的发病的味道转变被推到较小的半径,由几公里。著名的现象的光谱分裂被发现是强大的下,目前包括晕效应。
2018-07-18 astro-ph.HE hep-ph
On the length scale of collective neutrino oscillations
本文针对学界混淆集体中微子振荡长度标度与时间标度、误将其长度标度关联自相互作用势并以此要求数值模拟空间分辨率的错误认知,展开讨论并破除该误解。
2024-08-12 astro-ph.HE hep-ph
Effect of Collective Flavor Oscillations on the Diffuse Supernova Neutrino Background
核心坍缩超新星内部由中微子-中微子自相互作用驱动的集体味振荡现在已经被证明会带来中微子通量的剧烈变化。这将反过来显著影响扩散超新星中微子背景(DSNB),由过去爆炸的所有核心坍缩超新星产生。鉴于这些集体效应,我们重新分析了在目前运行和计划的大型探测器中探测DSNB的潜力,这些探测器用于探测电子中微子和反中微子。下一代探测器应该能够观测DSNB通量。在某些有利的条件下,人们可以了解中微子参数。例如,即使theta_{13}几乎为零,也有可能确定中微子的质量等级。
2009-05-29 astro-ph hep-ex hep-ph
Many-body effects of collective neutrino oscillations
集体中微子振荡是确定中微子味含量的关键,它对核心坍缩超新星或致密双星合并残留物有显著影响。这是一个具有挑战性的多体问题,到目前为止,主要是在平均场近似下研究。我们使用的设置,捕捉相关的物理,并允许大量的中微子的精确解。我们,第一次,发现定量偏离平均场演化由于多体退相干味空间。在自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中也观察到了类似的特征,这为集体味道现象的实验探索提供了可能性。我们的研究结果要求更仔细的检查可能的多体修正集体中微子振荡在天体物理环境。
2022-05-11 astro-ph.HE hep-ph