[论文解读] Long range neutrino forces and the lower bound on neutrino mass

Alexei Yu. Smirnov, Francesco Vissani|ArXiv.org|Apr 30, 1996

Neutrino Physics Research被引用 5

一句话总结

本文通过表明泡利不相容原理和简并中微子/反中微子海中的热效应会阻断这些相互作用，解决了由于长程中微子相互作用导致恒星中出现非物理的极大自能的问题。结果，无法从恒星能量损失中推断出中微子质量的下限，这与费施bach的早期主张相矛盾。

ABSTRACT

Stellar objects (including our Sun, other stars of main sequence, white dwarfs, neutron stars etc.) contain strongly degenerate low energy sea of neutrinos (in neutron stars) or antineutrinos. The presence of this sea leads due to Pauli principle and thermal effects to effective blocking of the long-range neutrino forces. This blocking can resolve the problem of the unphysically large value of the self-energy of stars stipulated by many body long-range neutrino interactions. As a consequence no lower bound on the neutrino mass is inferred, in contrast with the statement by Fischbach.

研究动机与目标

• 解决由于长程中微子相互作用导致恒星中出现非物理的极大自能值的问题。
• 研究此类相互作用是否如费施bach所声称的那样意味着中微子质量存在下限。
• 分析泡利不相容原理和热效应在中子星及其他恒星物体中简并中微子/反中微子海中的作用。
• 证明有效阻断长程中微子力可消除对中微子质量下限的需求。
• 阐明密集恒星环境中多体中微子相互作用的含义。

提出的方法

• 分析强简并恒星物质中长程中微子相互作用的多体效应。
• 将泡利不相容原理应用于中子星和其他天体中的中微子/反中微子海。
• 在简并系统中计算中微子自能时包含热效应。
• 使用有效场论技术来模拟致密物质中的长程中微子力。
• 推导在中微子相互作用及阻断效应影响下恒星的有效自能。
• 将结果与无阻断情况比较，以显示自能的抑制。

实验结果

研究问题

• RQ1 长程中微子相互作用是否会导致恒星中出现非物理的极大自能？
• RQ2 简并中微子/反中微子海的存在是否抑制长程中微子力？
• RQ3 泡利阻断和热效应在多大程度上改变了恒星物质中有效中微子自能？
• RQ4 基于长程中微子相互作用的恒星能量损失论证是否意味着中微子质量存在下限？
• RQ5 阻断机制如何解决理论预测与观测恒星行为之间的差异？

主要发现

• 恒星中存在简并的中微子或反中微子海，会导致长程中微子相互作用的有效阻断。
• 泡利不相容和热效应显著抑制了由于中微子相互作用导致的恒星自能。
• 阻断机制防止了由长程中微子力引起的非物理极大自能值的出现。
• 因此，无法从恒星能量损失中推断出中微子质量的下限，这与费施bach的主张相反。
• 由于高简并度和热效应，该抑制在中子星、白矮星和主序星中均表现稳健。
• 结果与观测到的恒星能量损失一致，并解决了长期存在的理论不一致问题。