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$是物质势。这个因素进入进一步集体振荡的初始条件,因此,导致延迟的强烈的味道过渡。我们证明和量化这幅图片使用一个简单的例子,在两个相交的通量的集体效应。我们导出了在发射区积分的密度矩阵元的演化方程,并用数值和解析方法求解。对于解析解,我们使用了线性化方程。我们表明,延迟的发展的不稳定性和集体振荡依赖于抑制因子,由于平均(积分)的grammically。如果不稳定性发展的生产区域内,集成不仅会导致延迟,而且会修改的指数增长。
2019-09-20 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Symmetries in collective neutrino oscillations
讨论了中微子味演化方程中的对称性与集体旋进模中中微子味振荡之间的关系。当条件可以近似为均匀和各向同性时,这种集体进动模式可以引起光谱交换(分裂)。超新星中微子味转变的多角度数值模拟表明,当这种近似被打破时,非集体中微子振荡模式会发生运动学退相干,但集体岁差模式仍然有望脱颖而出。我们提供了一个标准,如果中微子参与集体岁差模式发生显着的味道转变。这个判据可以用来理解在高物质密度的各向异性环境中集体中微子振荡的抑制。这个判据也有助于理解当中微子密度很小时集体进动模式的崩溃。
2009-07-31 astro-ph hep-ph
Self-induced parametric resonance in collective neutrino oscillations
我们确定了一个通用的新形式的集体味振荡在稠密的中微子气体,相当于一个自诱导的参数共振。它发生在一个均匀的和各向同性的系综时,一系列的中微子模式是在一个不同的味道比具有较低和较高的能量的相邻模式准备。中间光谱部分的风味含量相对于其他部分以对应于典型Δ m^2/2 E的频率振动。这种天平动在任意大的中微子密度的极限下持续存在,在那里人们会期望同步的味道振荡。
2008-10-08 hep-ph
Collective neutrino oscillations and spontaneous symmetry breaking
在炽热致密的天体物理环境中,如核心坍缩的超新星中,中微子振荡提出了一个具有挑战性的七维味道传输问题。为了使问题变得更加困难(和有趣),中微子可以通过在这种环境中的稠密中微子介质中的非线性折射经历集体振荡。在过去的十年里,人们对各种简化的中微子气体模型中集体中微子振荡的理解取得了重大进展。然而,最近的一系列研究似乎已经“重置”了这一进展,表明这些模型可能与集体中微子振荡不兼容,因为后者可以自发地打破对称性,如果他们不强加。本文通过几个简单的模型讨论了集体中微子振荡的一些重要概念。我们还阐明了在这些模型中,因为集体振荡的空间和方向对称性的打破。
2015-06-29 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
On the Observability of Collective Flavor Oscillations in Diffuse Supernova Neutrino Background
集体味振荡已知会在超新星(SN)中微子和反中微子光谱中产生多重分裂。这些光谱分裂不仅取决于中微子的质量等级,而且还取决于初始的相对通量组成。对未来银河系超新星信号中光谱分裂的观测有望揭示中微子的质量等级模式。然而,由于扩散超新星中微子背景(DSNB)由所有过去超新星的中微子通量叠加而成,并且由于不同的超新星预计具有略微不同的初始通量,因此检查集体振荡的等级依赖签名是否可以在通量谱的平均化中幸存下来是相关的。由于中微子和反中微子的初始相对通量谱的SN的实际分布是未知的,我们假设它们的对数正态分布。我们研究了层次灵敏度对对数正态分布函数的均值和方差的依赖性。我们发现,层次的敏感性依赖于相对初始亮度的平均值至关重要。宽度的作用是降低所有平均初始相对光度值的层次敏感性。我们发现,在非常小的混合角($θ_{13}$)的限制,只考虑统计误差,即使是非常温和的值的方差,几乎没有可检测的层次的灵敏度,如果平均相对光度的$ν_e$和$\barν_e$大于1。
2011-08-12 astro-ph.SR hep-ph
Collective Flavor Oscillations Of Supernova Neutrinos and r-Process Nucleosynthesis
核心坍缩超新星内部的中微子-中微子相互作用可能会引起集体味道振荡,导致味道之间的交换。这些振荡依赖于初始能谱,以及中微子的相对通量或相对光度。已经观察到,偏离不同风味之间的能量均分可以引起一个或多个急剧的能量光谱交换,称为分裂。我们研究了中微子和反中微子光谱分裂的发生,不同的初始能谱模型的初始相对通量,在正常和倒置的层次。这些初始的相对通量变化引起几种可能的分裂模式,而不同模型的能量谱的变化给出了类似的结果。我们探讨这些光谱分裂的电子分数,$Y_e$,支配r-过程核合成超新星内的效果。由于光谱分裂修改的电子中微子和反中微子的光谱在该地区的r-过程被假定发生,由于光谱分裂的模式取决于初始条件的光谱和中微子的质量等级,我们表明,成功的r-过程核合成所需的条件$Y_e < 0.5$将导致对初始光谱条件的约束,对于一个给定的中微子质量等级。
2010-06-18 astro-ph.SR hep-ph
Collective Neutrino Oscillations
本文综述了中微子自耦合条件下中微子味转变的丰富现象。我们的论述集中在三个集体中微子振荡的情况下:一个简单的双极中微子系统,最初由单能电子中微子和反中微子;均匀和各向同性的中微子气体与多个中微子/反中微子物种和连续的能谱;和一个通用的中微子气体在各向异性的环境。我们使用这些方案来说明集体中微子振荡的关键方面。我们讨论了集体中微子味振荡对核心坍缩超新星物理学的影响,以及获得基本中微子性质的前景,例如,中微子质量等级和$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
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
Multi-angle effects in collective supernova neutrino oscillations
本文研究了超新星中微子球上方密中微子区的双味集体中微子振荡。中微子-中微子相互作用势的角度依赖性会导致“多角度”效应,这可能导致在味空间中完全的运动学退相干,也可能导致不同轨迹之间的微小差异。这个非线性系统的角模之间的“自我保持的相干性”和“自我诱导的退相干”突然切换,取决于强度的去质子化通量。对于一个现实的SN准单角行为可能是典型的,简化了数值处理,并可能允许生存的观测功能的味道振荡。
2007-12-13 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
Improved Approximations for Collective Neutrino Oscillations
University of Wisconsin, Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
本文研究集体中微子振荡等系统的$\boldsymbol{\frak{su}(n)}$哈密顿量,分析其代数结构构建通用表达式,通过截断BBGKY层级开发经典计算机上超越平均场的多项式缩放系统方法。
2026-08-05 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
Collective neutrino oscillations and neutrino wave packets
研究了波包分离引起的退相干对稠密中微子气体中集体中微子振荡的影响。我们估计了核塌缩超新星中中微子的波包长度和中微子相干长度,然后在中微子味跃迁的密度矩阵形式下考虑了退相干效应.首先,我们证明了真空中中微子振荡的退相干效应是由一个阻尼项描述的密度矩阵的运动方程的中微子作为一个整体(相对于中微子密度矩阵的固定动量分量)。接下来,我们考虑中微子振荡在普通物质和稠密中微子背景下,在绝热和非绝热制度。在后一种情况下,我们研究了两个具体的模型绝热违反-一个短期和另一个扩展的非绝热。结果表明,在绝热情况下,中微子密度矩阵的运动方程中存在阻尼项(与真空振荡情况相同),而在非绝热情况下,一般不存在阻尼项.
2017-09-20 astro-ph.SR 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
Collective three-flavor oscillations of supernova neutrinos
从核心坍缩超新星中发射出的中微子和反中微子相互作用,产生集体的味道转换效应,在中微子层附近很重要。我们开发了一个形式主义来分析这些集体效应在完整的三味框架。它自然地将自旋进动类比推广到三种口味,并且能够分析描述真空/MSW振荡,同步振荡,双极振荡和光谱分裂等现象。使用的形式主义,我们表明,风味转换可以被“分解”成两个风味振荡与层次频率。我们明确展示了如何结合两种风味的解决方案,三味解决方案可以构建。对于一个典型的超新星密度分布,我们确定了一个近似分离的地区,明显不同的风味转换机制的运作,并证明集体和MSW效应之间的相互作用。我们用“e_3 - e_8三角形”图来描述我们的结果,这是一个可以用来可视化三中微子味转换的工具,特别是提供了对集体效应分析的见解。
2010-01-21 astro-ph hep-ph
Symmetry and bipolar motion in collective neutrino flavor oscillations
本研究在两味Bloch球上发现均匀致密中微子气体集体味振荡的几何对称性,据此得到周期性双极演化解析解,并通过数值计算揭示非对称构型的偏离或非周期行为。
2023-06-11 astro-ph.HE hep-ph
Triggering collective oscillations by three-flavor effects
由中微子-中微子相互作用引起的超新星集体味转变本质上是由大气质量差和小混合角θ_13驱动的双味现象。在双味近似下,初始演化依赖于θ_13,当θ_13 = 0时,系统仍然被困在一个不稳定的不动点。但是,任何破坏精确nu_mu-nu_tau等价的效应都会触发转换。这种三味扰动包括对弱相互作用、nu_mu和nu_tau通量之间的微小差异或非标准相互作用的辐射修正。因此,极小的θ_13值实际上是等价的,系统的命运只取决于中微子光谱和它们的质量排序。
2010-04-15 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Collective neutrino-antineutrino oscillations in dense neutrino environments?
本文探讨了致密环境中集体中微子-反中微子振荡的可能性,指出后向散射受螺旋度抑制且对无质量中微子消失,非零质量下的集体螺旋度振荡虽在Majorana情形下等效于中微子-反中微子振荡,但受中微子微小质量抑制。
2024-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Transition Magnetic Moments and Collective Neutrino Oscillations:Three-Flavor Effects and Detectability
在单角近似下,我们证明了跃迁磁矩对II型超新星核中Majorana中微子三味集体振荡的不可忽略的影响。我们认为,从一个银河系超新星的数据与地球上的实验可以潜在地给我们的线索中微子过渡磁矩的非零性质,如果这些是马约拉纳费米子,即使它们的值是小的预测由非零中微子马约拉纳质量增加的标准模型。
2013-03-13 astro-ph.HE hep-ph
Collective neutrino oscillations in moving and polarized matter
我们考虑了由电子、中子、质子和中微子组成的稠密运动极化物质中的中微子演化主方程。我们还考虑了中微子磁矩与磁场的相互作用。指出了中微子自旋进动的机制,并给出了在理论处理集体中微子振荡时应考虑的相互作用哈密顿量的表达式.
2021-11-09 astro-ph.HE hep-ph
Solar-System Abundances of $p$-Nuclides Probe Collective Neutrino Oscillations in Supernovae
SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University(斯坦福大学斯坦福直线加速器中心);Leinweber Institute for Theoretical Physics, Stanford University(斯坦福大学莱因韦伯理论物理研究所);Department of Physics, University of California Berkeley(加州大学伯克利分校物理系);Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge(剑桥大学应用数学与理论物理系);Department of Physics, University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校物理系);School of Physics and Astronomy, University of Minnesota(明尼苏达大学物理与天文学院);Department of Physics, New York Institute of Technology(纽约理工学院物理系);Reed College(里德学院)
研究超新星中集体中微子振荡,通过用20 M⊙前身星对νp过程建模,耦合流体动力学与核合成,发现其对关键p核素及92Nb有影响,振荡起始位置与观测最佳匹配,为该现象提供新证据。
2026-07-20 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Impacts of Collective Neutrino Oscillations on Supernova Explosions
通过对谱中微子输运的一维和二维流体动力学模拟,我们研究了集体中微子振荡对核塌缩超新星动力学的可能影响.为了模拟集体中微子振荡的可能结果之一的光谱交换,我们分别参数化了光谱交换开始的起始时间、光谱交换发生的半径以及重轻子中微子和电子/反电子中微子之间发生光谱交换的阈值能量.通过这样做,我们系统地研究了光谱交换增强的中微子加热如何影响激波演化以及物质喷射。我们还使用一套祖细胞模型(13、15、20和25 $M_\odot$)研究了祖细胞依赖性。我们发现,有一个临界加热率诱导的光谱交换触发爆炸,这显着不同的祖细胞。由于多维性提高了中微子的加热效率,二维的临界加热率通常小于一维。对于本文中使用的祖细胞,最终残余质量估计在1.1-1.5 $M_\odot$的范围内。对于我们的$15M_\odot$祖先的2D模型,我们发现一组振荡参数,可以解释强烈的超新星爆炸($\sim 10^{51}$ erg),同时留下的残余质量接近$\sim 1.4 M_\odot$。
2011-06-27 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Collective neutrino oscillations accounting for neutrino quantum decoherence
在我们以前的研究中(见[1]和参考文献),我们发展了一个新的理论框架,使人们能够考虑由中微子辐射衰变引起的中微子量子退相干的新机制。与此同时,另一个框架被开发出来(见[2]和其中的参考文献),用于描述由于非前向中微子散射过程导致的中微子量子退相干。这两种机制都由Lindblad形式的主方程描述。研究了中微子量子退相干对集体中微子振荡的影响。在目前的研究中,我们对中微子量子退相干的具体机制不感兴趣。因此,我们使用一般的Lindblad主方程来描述中微子量子退相干,而不固定退相干和弛豫参数的解析表达式。
2021-02-09 hep-ph
Neutrino Luminosity and Matter-Induced Modification of Collective Neutrino Flavor Oscillations in Supernovae
我们发现,在O-Ne-Mg核塌缩超新星氢包层底部电子数密度分布的起伏,在中子化爆发低能nu_e的味演化中,引起了中微子-电子和中微子-中微子前向散射效应之间有趣的相互作用。这种碰撞使得相当一部分低能核粒子通过呈现非绝热的味道演化而存活下来。增加中子化爆发的亮度使碰撞影响的nu_e向低能量移动,从而降低了存活概率。类似地,降低光度会使受撞击影响的中微子转移到更高的能量。虽然这些低能量中微子位于可探测性的边缘附近,但受凸点影响的中微子的数量对较高能量中微子信号中的光谱交换形成有直接影响。
2011-09-23 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Effect of Transition Magnetic Moments on Collective Supernova Neutrino Oscillations
研究了Majorana跃迁磁矩对II型超新星爆发核内中微子和反中微子味演化的影响。我们发现非平凡的集体振荡效应与中微子和反中微子的不同口味,即使一个限制的讨论马约拉纳过渡电磁矩的值是不是比那些预期的大得多,从标准模型相互作用和非零中微子马约拉纳质量。据我们所知,这似乎是唯一可能观察到的现象敏感的马约拉纳过渡磁矩值如此之小。我们简要地评论狄拉克跃迁磁矩的影响和我们的结果的后果,为未来的观测不同口味的中微子通量从附近的超新星爆炸。
2012-09-25 astro-ph.HE hep-ph
Entanglement in three-flavor collective neutrino oscillations
核心坍缩超新星内部的极端条件使得中微子-中微子相互作用不仅可行,而且在特定区域占主导地位,导致中微子味的非线性演化。在平均场近似下处理这种集体中微子振荡时,由于忽略了量子关联,所得结果偏离了多体图像的结果。本文给出了集体中微子振荡的前三种味多体计算。量子纠缠可以用纠缠熵和偏振矢量分量来量化。我们提出了一个定性的纠缠度的味道轻子数守恒量。我们发现,在目前的工作所考虑的情况下,纠缠可以低估在两味近似。研究了纠缠度与质量有序度的关系。我们还探讨了不同质量序下质量本征态的混合。
2022-11-14 astro-ph.HE hep-ph quant-ph
Entanglement and collective flavor oscillations in a dense neutrino gas
我们研究了集体中微子振荡动力学中超越平均场近似的重要性。为了扩展我们对相干中微子振荡问题的理解,我们应用了多体物理学和量子信息理论的概念。具体来说,我们使用的措施之间的非平凡的相关性(也称为“纠缠”)的组成中微子的多体系统,如纠缠熵和布洛赫矢量的约化密度矩阵。超越平均场的相关性证明了中微子状态在多体图像与平均场极限的演化之间的比较,对于不同的初始条件。
2019-10-08 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Effects of nonstandard neutrino self-interactions and magnetic moment on collective Majorana neutrino oscillations
在考虑标量和赝标量非标准中微子自相互作用的情况下,导出了描述具有跃迁磁矩的Majorana中微子集体振荡的有效哈密顿量.使用这个哈密顿量,我们分析了新的味道集体振荡的核心坍缩超新星环境中,打开一个小的,但非零的中微子磁矩的存在下,不稳定通道。事实证明,与文献中的某些权利要求相反,在最小扩展的标准模型(即,没有NSSI),在线性序中没有新的不稳定性出现,它们也不会在中微子味能谱中产生任何可观察到的特征,至少对于达到$10^{-15}~μ_{\text{B}}$的磁矩和$10^{12}~$高斯级的相当现实的场来说是这样。另一方面,在NSSI的存在下,新的快和慢不稳定性混合中微子和反中微子出现,这显示在光谱中,即使是微小的磁矩的顺序为$10^{-24}~μ_{\text{B}}$,导致相当大的扭曲的光谱和非标准的光谱分裂。我们研究集体振荡的灵敏度,这些,NSSI引起的不稳定性的详细信息,并讨论了可观测性的NSSI耦合触发它们。
2021-01-15 hep-ph hep-th
Stability of Collective Neutrino Oscillations -- A Distributional Approach
Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
本研究采用基于Kuramoto同步统计力学的分布方法,推导中微子味极化矢量系综的非线性Fokker-Planck方程,分析其定态解的稳定性,所得本征值条件可推广至任意初始分布,还重现了双束模型的同步阈值并给出稳定性相图。
2026-09-07 astro-ph.SR cond-mat.stat-mech hep-ph
Neutrino conversion in a neutrino flux: Towards an effective theory of collective oscillations
中微子球上方超新星中微子的集体振荡可以完全用单个中微子在外势中的传播来描述,在这个意义上是一种线性现象。一个有效的集体振荡理论可以发展的基础上,对这些潜在的时间依赖性的某些假设。强味转换的一般条件制定和这些转换可以解释为参数共振效应引起的周期性调制的潜力。我们研究了一个简化的和可解的例子,其中探测中微子在共线中微子流中传播,使得流中不存在$νν-$相互作用。尽管如此,这个例子仍然保留了主要特征-连贯的味道交换。参数共振的性质进行了研究,它表明,积分超过能量和发射点的通量中微子抑制调制的潜力,因此强的转变。背景中微子和电子密度的变化也抑制了这种转变。
2018-04-20 astro-ph.HE hep-ph
Dynamical Phase Transitions in models of Collective Neutrino Oscillations
集体中微子振荡在中微子密度较大的天体物理场景中可能起到重要的传输轻子味的作用,典型的例子是早期宇宙和超新星爆炸。过去有人认为,用来描述前向散射的中微子哈密顿量的简单模型可以在非常短的时间尺度上支持大量的味道演化$t\approx\log(N)/(G_Fρ_ν)$,其中$N$是中微子的数量,$G_F$是费米常数,$ρ_ν$是中微子密度。这一发现与用$t\approx\sqrt{N}/(G_Fρ_ν)$代替的类似但完全可解的模型的结果有矛盾。在这项工作中,我们提供了一个连贯的解释,这种紧张局势的动力学相变(DPT)和研究的可能影响,DPT可能有更现实的模型中微子振荡和他们的平均场近似。
2021-03-21 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Elaborating the Ultimate Fate of Fast Collective Neutrino Flavor Oscillations
密集的中微子和反中微子云可以表现出快速的集体味振荡。以前,在物理学。126(2021)061302中,我们提出这种风味振荡导致去极化,即,味道的不可逆混合,其程度取决于不同味道的初始动量分布。在本文中,我们详细阐述和推广了这个建议,并与文献中的相关结果进行了比较。我们提出了一个准确的分析估计较低的静止点的快速风味摆,并强调放松机制,即,横向弛豫、多极级联和味道波的混合,这导致它稳定下来。我们估计去极化的程度,它对动量和净轻子不对称性的依赖,以及它的推广到三种口味。最后,我们规定的退偏分布和通量,可用于超新星/核合成模拟和超新星中微子现象学的近似分析配方。
2022-12-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Collective neutrino oscillations on a quantum computer with hybrid quantum-classical algorithm
本文研究两种味集体中微子振荡的量子模拟,通过 Cartan 分解最小化 CNOT 门并结合混合量子-经典算法,提升 NISQ 设备上的抗噪性与计算效率。
2023-08-17 hep-ph hep-th quant-ph
Density Fluctuation Effects on Collective Neutrino Oscillations in O-Ne-Mg Core-Collapse Supernovae
研究了物质密度涨落对超新星集体中微子味振荡的影响。特别地,我们利用全多角度、3味、自洽的方法模拟了O-Ne-Mg核塌缩超新星在激波爆发(中微子中子化爆发)时包层中中微子味场的演化,研究了氦燃烧壳层留下的物质密度“碰撞”对中微子味场演化的影响。我们发现了一个看似违反直觉的整体电子中微子的生存概率增加,这种物质密度的功能。我们讨论了这种行为的物质密度分布和中微子集体效应之间的相互作用。虽然我们的研究结果为这种相互作用提供了新的见解,但它们也表明了超新星中微子爆发探测的直接后果:很难使用爆发信号来提取化石燃烧壳或物质密度分布中这种尺度的其他波动的信息。与以前的研究结果一致,我们的结果还表明,中微子自耦合和物质涨落的相互作用可以导致电子中微子在极低能量下的存活几率显著增加
2011-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Collective neutrino oscillations and detectabilities in failed supernovae
在三味多角度近似下,研究了一个球对称的超新星爆炸模拟中的集体中微子振荡。一颗失败的超新星在短时间内释放出高中微子通量,而强烈的吸积过程伴随着高电子密度,足以经历重新坍缩成黑洞。我们的结果表明,物质诱导效应完全占主导地位的中微子自相互作用效应和多角度的物质抑制发生在我们研究的所有时间快照。这些事实表明,只有MSW共振影响失败的超新星的中微子味转换和简单的光谱将在中微子探测器上观察到。我们还估计了当前和未来的中微子探测器从一个源在10千秒差距的银河系事件的中微子事件率。中微子探测的时间演化可以提供有关致密和热物质的信息,并约束中微子质量排序问题。
2018-11-08 astro-ph.HE hep-ph
Collective neutrino oscillations in non-spherical geometry
集体中微子振荡的丰富现象学仅在一维或球对称系统中进行了研究。受聚结中子星的非球形例子的启发,推测短伽马射线暴的中心引擎,我们使用刘维尔方程来制定一般源的几何形状的问题。假设中微子系综显示出自保持的相干性,那么沿着整个中微子流的流线,问题又一次有效地变成一维的。这种方法第一次为经常用于超新星中微子的“单角近似”提供了正式的定义,并允许自然地推广到非球形几何。我们研究了一个明确的例子盘形源作为一个代理合并中子星。
2008-05-21 astro-ph hep-ph math-ph
Collective flavor transitions of supernova neutrinos
我们给出了一个非常简短的概述,集体效应的中微子振荡在核心坍缩超新星的中微子对自己的折射效应可以大大修改味振荡,未来的超新星中微子探测的可能影响。我们讨论同步和双极振荡,能量和角中微子模式的作用,以及三味效应。最后,我们做一个简短的总结和一些开放性的问题。
2009-03-10 astro-ph.HE hep-ph
Quantum Simulation of Collective Neutrino Oscillations in Dense Neutrino Environment
本文在Qiskit AerSimulator和ibm_brisbane上模拟稠密中微子环境中的集体振荡,通过Trotter-Suzuki分解有效哈密顿量构建量子电路,计算两中微子和三中微子系统的反转概率演化及并发度,为研究味交换和纠缠提供了量子计算方法。
2025-08-15 hep-ph nucl-th quant-ph
Linear stability analysis of collective neutrino oscillations without spurious modes
集体中微子振荡是由中微子本身的存在引起的。因此,它们本质上是非线性现象,并且比线性对应物(例如真空或MSW振荡)复杂得多。它们服从积分微分方程,其数值解也非常具有挑战性。另一方面,如果人们关注集体振荡的开始,方程可以线性化,并且可以采用线性分析技术。然而,不幸的是,众所周知的是,这样的分析,当应用于连续角分布的离散化时,会出现所谓的伪模式,即离散线性方程的非物理本征模式。在本文中,我们详细分析了这些非物理模式的起源,并提出了一个简单的解决方案,这个恼人的问题。我们已经发现,虚假模式起源于人工生产的极点奇点,而不是一个分支切在黎曼曲面的离散。原始未离散方程的黎曼曲面中的分支点奇点可以通过用多项式近似角分布然后进行解析积分来恢复。我们证明了一些例子,这个简单的处方确实消除了虚假的模式。我们还提出了一个更简单的方法:分段线性近似的角分布。结果表明,同样的方法是适用于多能源的情况下,以及最近提出的色散关系的方法。
2018-03-15 astro-ph.HE hep-ph
Qutrit and Qubit Circuits for Three-Flavor Collective Neutrino Oscillations
针对稠密中微子系统多体模拟经典算力不足的问题,提出基于qutrit和qubit的三味中微子系统模拟量子电路,并在IBM、Quantinuum平台上通过2、4、8个中微子系统验证可行性。
2025-03-20 hep-ph nucl-th quant-ph
Stability analysis of collective neutrino oscillations in the supernova accretion phase with realistic energy and angle distributions
我们回顾了我们以前的结果在超新星(SN)吸积阶段的自诱导中微子味转换的物质抑制,中微子运动方程进行线性化的稳定性分析,在现实的SN密度分布的存在下。在我们以前的数值研究中,我们使用了一个简化的模型的基础上各向同性中微子发射与一个单一的典型能量。在这里,我们考虑到现实的中微子能量和角度分布。我们发现多能效应对SN中微子通量的味稳定性的影响比我们以前的单能结果要小。相反,现实的前峰中微子角分布将增强物质抑制的自诱导振荡相对于各向同性中微子发射。其结果是,在我们的模型铁芯SNe,集体味转换有一个可忽略不计的影响,在吸积阶段的可观察到的中微子信号的表征。相反,对于低质量的O-Ne-Mg核SN模型,具有较低的物质密度分布和较少的前向峰角分布,集体转换也可能在早期。
2012-06-06 astro-ph.HE hep-ph
Quantum Simulation of Collective Neutrino Oscillations using Dicke States
PRISMA Cluster of Excellence & Mainz Institute for Theoretical Physics, Johannes Gutenberg University(PRISMA卓越集群与美因茨理论物理研究所,约翰内斯·古腾堡大学);Department of Physics, University of Toronto(多伦多大学物理系);Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
本文提出基于Dicke态和su(2)旋量代数的高效量子算法,用于模拟中微子气体中不同中微子味态的纠缠现象,展示了其在经典和量子硬件上的优异性能。
2026-04-08 astro-ph.HE hep-ph quant-ph
Exact solution of multi-angle quantum many-body collective neutrino flavor oscillations
我研究了稠密中微子气体的味道演变,考虑真空的贡献,物质效应和中微子自相互作用。假设在均匀物质背景下的两个味体系统,计算了离散动量空间中多体系统的时间演化。多角度中微子-中微子相互作用的精确处理和比较的单角度近似和平均场计算。%选择的时间单位为$μ_0^{-1}=(\frac{G_F}{2\sqrt{2}V})^{-1}$。单能双中微子束方案解析求解。我着手解决味振荡的单能立方晶格和二次晶格的两个能级。此外,我还研究了12个、16个和20个中微子的各种构型。我发现,当所有的中微子最初都是相同的味道时,所有的方法都同意。当这两种味道都存在,我发现集体振荡和味道平衡发展的多体处理,但不是在平均场方法。这种差异在具有微小混合角的致密物质中持续存在,并且可以归因于存在不可忽略的风味偏振相关性。纠缠熵在所有这些情况下都是重要的。超新星或中子星合并的相关性取决于归一化体积$V$的值和与振荡相关的时间尺度的大$N$依赖性。在未来的工作中,我打算使用更大的晶格来研究这种依赖性,并且还包括反中微子。
2020-06-25 hep-ph nucl-th
Exploring entanglement and spectral split correlations in three-flavor collective neutrino oscillations
本文首次研究三味多体集体中微子振荡中的谱分裂,发现其数量和位置接近平均场结果,但宽度不同,且额外自由度削弱了分裂位置与量子纠缠之间的关联。
2024-11-07 hep-ph hep-th nucl-th
Collective neutrino-antineutrino pair oscillations
Institute of Physics, Academia Sinica(中央研究院物理研究所);Department of Physics, National Taiwan University(国立台湾大学物理系);Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica(中央研究院天文及天文物理研究所);Physics Division, National Center for Theoretical Sciences(国家理论科学中心物理组)
研究了中微子-反中微子对在稠密中微子气体中的集体振荡条件,发现相空间分布变化会导致对不稳定性的出现,其增长速率与集体快中微子味不稳定性相当。
2026-04-28 astro-ph.HE hep-ph
Eigenvalues and eigenstates of the many-body collective neutrino oscillation problem
本文给出了一种系统地获得描述集体中微子振荡的多体哈密顿量的本征值和本征态的方法。该方法是来自Richardson-Gaudin框架,它涉及铸造的特征值问题作为一组耦合的非线性“贝特Anglerian方程”,其解决方案,然后可以用来参数化的特征值和特征向量。本文中概述的具体方法包括定义与Bethe-Anastomic参数相关的辅助变量,从而将Bethe-Anastomic方程转换为一组不同的方程,这些方程在数值上表现得更好,更容易处理。我们表明,它是可能的,不仅表示本征值,而且本征态,直接在这些辅助变量,而不涉及贝特Anglands参数本身。在本文中,我们将自己限制在一个双味,单角中微子系统。
2019-08-15 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
COSE$ν$: A Collective Oscillation Simulation Engine for Neutrinos
我们介绍的模拟代码\cosenu,数值求解一组非线性偏微分方程的中微子集体味转换的动力学的实现细节。系统地介绍了Kreiss-Oliger耗散支持的有限差分方法和七阶加权本质无振荡格式的有限体积方法。为了确保代码的可靠性,我们执行的模拟结果与理论上可获得的解决方案的比较。为了理解和表征中微子自相互作用开启时实现的误差累积行为,我们还分析了不同模拟参数值下守恒量偏差的演化。我们报告了我们的代码在CPU和GPU上的性能。\cosenu ~包的公共版本可在\url{https://github.com/COSEnu/COSEnu}上获得。
2022-11-16 astro-ph.HE hep-ph physics.comp-ph
Invariants of Collective Neutrino Oscillations
考虑了真空振荡和中微子的自相互作用,研究了稠密中微子气体的味演化。我们研究系统从多体的角度来看,以及从一个有效的单体描述的中微子极化矢量制定的角度来看。我们证明了在单角近似下,多体图像和有效单粒子图像都具有几个运动常数。对于多体情形,我们用中微子的同位旋算符来表示这些运动常数,对于有效的单体情形,我们用极化矢量来表示。这些运动常数的存在是集体中微子振荡哈密顿量属于高丁哈密顿量类这一事实的直接结果。这类哈密顿量还包括描述超导性的(约化的)BCS配对哈密顿量。指出了集体中微子振荡哈密顿量与BCS对哈密顿量的相似性。运动常数表明了系统的精确可解性。借用已建立的精确BCS谱的计算方法,我们给出了描述集体中微子振荡的多体和有效单粒子哈密顿量的精确本征态和本征值。对于有效的单体的情况下,我们表明,中微子的光谱分裂可以理解的绝热演化的一些准粒子自由度从高密度区域,在那里他们符合味本征态的真空,他们符合质量本征态。我们写下来的最一般的一致性方程,应满足的有效的单体本征态,并表明,他们减少到光谱分裂一致性方程的适当的初始条件。
2011-07-15 astro-ph.CO hep-ph math-ph
Collective neutrinos oscillation in matter and CP-violation
我们探讨了CP破坏对稠密环境中中微子传播的影响,例如在核心坍缩超新星中,中微子自相互作用诱导非线性演化方程。我们证明,电子(反)中微子通量是不敏感的CP破坏相,如果μ子和τ中微子与物质的相互作用类似。另一方面,我们的数值计算表明,新的功能出现,因为非线性和通量依赖的演化方程,当μ子和τ中微子有不同的通量在中微子层(由于环路校正或物理超越标准模型)。特别是,电子(反)中微子的概率和流量依赖于CP破坏阶段。我们还讨论了中微子折射率的辐射修正引起的CP效应。
2008-10-27 astro-ph hep-ex hep-ph
Spectral splits and entanglement entropy in collective neutrino oscillations
在核心坍缩超新星、中子星合并或早期宇宙等环境中,中微子通量可能非常高,中微子-中微子相互作用是可观的,并对它们的味道演变做出了重大贡献。这样一个相互作用的中微子系统可以被看作是一个量子多体系统,并有可能出现非平凡的量子关联,即,纠缠,在相互作用的中微子的气体中的发展已经研究过了。在这项工作中,我们发现了一个有趣的连接之间的熵纠缠的单个中微子与其余的合奏,并在这些中微子的能量谱,这发展作为集体中微子振荡的结果光谱分裂的发生。特别是,对于不同类型的中微子谱,我们证明了纠缠熵是最高的中微子的能量谱中的位置是最接近的光谱分裂(S)。这种趋势表明,量子纠缠在靠近这些分裂的中微子中最强,即使多体系统的大小增加,这种行为似乎也会持续下去。
2021-12-28 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Many-body collective neutrino oscillations: recent developments
本文总结了核心坍缩超新星、双中子星并合环境中由相干或非相干作用驱动的多体集体中微子振荡现象,以及其中量子纠缠相关研究的最新进展。
2023-01-01 astro-ph.HE hep-ph nucl-th