Published January 1, 2016
| Version v1
Publication
Open
Simple and compact expressions for neutrino oscillation probabilities in matter
Creators
- 1. Universidade de São Paulo
- 2. Fermi National Accelerator Laboratory
Description
We reformulate perturbation theory for neutrino oscillations in matter with an expansion parameter related to the ratio of the solar to the atmospheric Δm 2 scales. Unlike previous works, we use a renormalized basis in which certain first-order effects are taken into account in the zeroth-order Hamiltonian. We show that the new framework has an exceptional feature that leads to the neutrino oscillation probability in matter with the same structure as in vacuum to first order in the expansion parameter. It facilitates immediate physical interpretation of the formulas, and makes the expressions for the neutrino oscillation probabilities extremely simple and compact. We find, for example, that the ν e disappearance probability at this order is of a simple two-flavor form with an appropriately identified mixing angle and Δm 2. More generally, all the oscillation probabilities can be written in the universal form with the channel-discrimination coefficient of 0, ± 1 or simple functions of θ 23. Despite their simple forms they include all order effects of θ 13 and all order effects of the matter potential, to first order in our expansion parameter.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نعيد صياغة نظرية الاضطراب لتذبذبات النيوترينو في المادة باستخدام معلمة تمدد مرتبطة بنسبة الطاقة الشمسية إلى مقاييس Δm 2 في الغلاف الجوي. على عكس الأعمال السابقة، نستخدم أساسًا معادًا للتطبيع يتم فيه أخذ بعض التأثيرات من الدرجة الأولى في الاعتبار في هاميلتون من الدرجة الصفرية. نظهر أن الإطار الجديد له ميزة استثنائية تؤدي إلى احتمال تذبذب النيوترينو في المادة بنفس بنية الفراغ إلى الترتيب الأول في معلمة التمدد. إنه يسهل التفسير المادي الفوري للصيغ، ويجعل التعبيرات عن احتمالات تذبذب النيوترينو بسيطة للغاية ومدمجة. نجد، على سبيل المثال، أن احتمال الاختفاء في هذا الترتيب هو شكل بسيط من نكهتين بزاوية خلط محددة بشكل مناسب و Δm 2. بشكل عام، يمكن كتابة جميع احتمالات التذبذب في الشكل العام بمعامل تمييز القناة 0 أو ± 1 أو الدوال البسيطة θ 23. على الرغم من أشكالها البسيطة، فإنها تشمل جميع تأثيرات الترتيب θ 13 وجميع تأثيرات الترتيب لإمكانية المسألة، إلى الدرجة الأولى في معلمة التوسع الخاصة بنا.Translated Description (French)
Nous reformulons la théorie de la perturbation pour les oscillations des neutrinos dans la matière avec un paramètre d'expansion lié au rapport entre les échelles solaires et atmosphériques Δm 2. Contrairement aux travaux précédents, nous utilisons une base renormalisée dans laquelle certains effets de premier ordre sont pris en compte dans l'hamiltonien d'ordre zéro. Nous montrons que le nouveau cadre a une caractéristique exceptionnelle qui conduit à la probabilité d'oscillation des neutrinos dans la matière avec la même structure que dans le vide au premier ordre dans le paramètre de dilatation. Il facilite l'interprétation physique immédiate des formules et rend les expressions des probabilités d'oscillation des neutrinos extrêmement simples et compactes. Nous trouvons, par exemple, que la probabilité de disparition ν e à cet ordre est d'une forme simple à deux saveurs avec un angle de mélange identifié de manière appropriée et Δm 2. Plus généralement, toutes les probabilités d'oscillation peuvent être écrites sous la forme universelle avec le coefficient de discrimination de canal de 0, ± 1 ou des fonctions simples de θ 23. Malgré leurs formes simples, ils incluent tous les effets d'ordre de θ 13 et tous les effets d'ordre du potentiel de la matière, au premier ordre dans notre paramètre d'expansion.Translated Description (Spanish)
Reformulamos la teoría de la perturbación para las oscilaciones de neutrinos en la materia con un parámetro de expansión relacionado con la relación de las escalas solar y atmosférica Δm 2. A diferencia de trabajos anteriores, utilizamos una base renormalizada en la que se tienen en cuenta ciertos efectos de primer orden en el hamiltoniano de orden cero. Mostramos que el nuevo marco tiene una característica excepcional que conduce a la probabilidad de oscilación de neutrinos en materia con la misma estructura que en vacío de primer orden en el parámetro de expansión. Facilita la interpretación física inmediata de las fórmulas y hace que las expresiones para las probabilidades de oscilación de neutrinos sean extremadamente simples y compactas. Encontramos, por ejemplo, que la probabilidad de desaparición de ν e en este orden es de una forma simple de dos sabores con un ángulo de mezcla apropiadamente identificado y Δm 2. De manera más general, todas las probabilidades de oscilación se pueden escribir en la forma universal con el coeficiente de discriminación de canal de 0, ± 1 o funciones simples de θ 23. A pesar de sus formas simples, incluyen todos los efectos de orden de θ 13 y todos los efectos de orden del potencial de la materia, en primer orden en nuestro parámetro de expansión.Files
JHEP01(2016)180.pdf.pdf
Files
(917.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a19650d76a55a6cdf50bb72c0fd462a9
|
917.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعبيرات بسيطة ومدمجة لاحتمالات تذبذب النيوترينو في المادة
- Translated title (French)
- Expressions simples et compactes pour les probabilités d'oscillation des neutrinos dans la matière
- Translated title (Spanish)
- Expresiones simples y compactas para las probabilidades de oscilación de neutrinos en la materia
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3106320428
- DOI
- 10.1007/jhep01(2016)180
References
- https://openalex.org/W2006422452
- https://openalex.org/W2049000612
- https://openalex.org/W2064522037
- https://openalex.org/W2099294615
- https://openalex.org/W2105681356
- https://openalex.org/W2115896628
- https://openalex.org/W2118997553
- https://openalex.org/W2138595057
- https://openalex.org/W2154108351
- https://openalex.org/W2171894584
- https://openalex.org/W3100760677
- https://openalex.org/W3102047502
- https://openalex.org/W4376453809