宇宙学中味特异性中微子自相互作用的统一处理
Consistent treatment of flavour-specific neutrino self-interactions in cosmology
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中文总结 AI 辅助
本研究从量子动理学方程推导中微子质量态玻尔兹曼层级，发现组合流体方法可近似大多数味特异性中微子自相互作用，并量化了CMB约束的减弱因子。
中文摘要 AI 辅助
我们研究了味特异性中微子自相互作用对宇宙微波背景（CMB）各向异性谱的影响，并一致地考虑了中微子混合。从量子动理学方程出发，我们推导了中微子质量态的玻尔兹曼层级方程。我们的工作表明，大多数味特异性中微子自相互作用的场景可以很好地用组合流体方法近似。实际上，这意味着对于只有两种中微子味相互作用的场景（无论哪两种味），现有的CMB对有效中微子耦合的约束会减弱√2倍。如果只有一种中微子味相互作用，约束会减弱√6倍，唯一的例外是组合流体方法对于只有ν_e相互作用的情况可靠性较低。
英文摘要
We study the impact of flavour-specific neutrino self-interactions on the CMB anisotropy spectrum and consistently take into account neutrino mixing. Starting from the neutrino quantum kinetic equations, we derive the neutrino Boltzmann hierarchies for the neutrino mass states. Our work shows that most scenarios of flavour-specific neutrino self-interactions are well approximated by a combined fluid approach. In practice, this implies that existing CMB bounds on the effective neutrino coupling are weakened by a factor $\sqrt{2}$ for scenarios in which only two neutrino flavours interact (irrespective of which flavours). If only one neutrino flavour interacts the bounds are weaker by a factor $\sqrt{6}$, with the only caveat that the combined fluid approach is less reliable for only $ν_e$ interacting.
发表机构
- Instituto de Física Corpuscular, CSIC-Universitat de València（粒子物理研究所，西班牙瓦伦西亚大学）
- Departament de Física Tèorica, Universitat de València（理论物理系，西班牙瓦伦西亚大学）
- UCLouvain, Centre for Cosmology, Particle Physics and Phenomenology (CP3)（天主教鲁汶大学，宇宙学、粒子物理与现象学中心）
- Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
- Bielefeld University（比勒费尔德大学）
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