Neutrino flavor mixing with moments
Neutrino flavor mixing with moments
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中微子味道与瞬间混合
DOI：
10.1103/physrevd.105.123036
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发表时间：
2022
影响因子：
5
通讯作者：
Fröhlich, Carla
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Myers, McKenzie;Cooper, Theo;Warren, MacKenzie;Kneller, Jim;McLaughlin, Gail;Richers, Sherwood;Grohs, Evan;Fröhlich, Carla
要成功地从使用经典中微子输运的核坍缩超新星模拟过渡到使用量子中微子输运的模拟，将需要开发计算中微子味道变换的方法，以减少计算费用。一种可能的方法是使用中微子场的角矩，这还有一个额外的吸引力，即已经存在用于经典中微子传输的利用角矩的模拟代码。基于量子动力学方程的量子矩演化方程可以直接从基于玻尔兹曼方程的经典矩演化中得到推广。在自由流动的球对称球泡模型中，我们提出了一种利用量子角矩实现中微子变换的有效方法。我们将结果与解析解和更精确的多角度中微子风味演化计算的结果进行了比较。我们发现，我们的基于矩的方法使用标量闭包，以很好的精度预测了在多角度结果中看到的集体味道转换的开始。然而，在某些情况下，他们高估了中微子沿不同轨迹行进的一致性。更复杂的量子闭合可能会改善廉价的基于矩的方法和多角度方法之间的一致性。
The successful transition from core-collapse supernova simulations using classical neutrino transport to simulations using quantum neutrino transport will require the development of methods for calculating neutrino flavor transformations that mitigate the computational expense. One potential approach is the use of angular moments of the neutrino field, which has the added appeal that there already exist simulation codes which make use of moments for classical neutrino transport. Evolution equations for quantum moments based on the quantum kinetic equations can be straightforwardly generalized from the evolution of classical moments based on the Boltzmann equation. We present an efficient implementation of neutrino transformation using quantum angular moments in the free streaming, spherically symmetric bulb model. We compare the results against analytic solutions and the results from more exact multiangle neutrino flavor evolution calculations. We find that our moment-based methods employing scalar closures predict, with good accuracy, the onset of collective flavor transformations seen in the multiangle results. However in some situations they overestimate the coherence of neutrinos traveling along different trajectories. More sophisticated quantum closures may improve the agreement between the inexpensive moment-based methods and the multiangle approach.
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DOI：
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