Kollektif evrilen nötrinoların çeşni dönüşümü

Abstract

Nötrinolar evrende var olan diğer parçacıklarla çok küçük tesir kesitleri ile etkileşirler. Buna karşın çekirdek çökmeli süpernova (ÇÇSN) gibi bir çok astrofiziksel fenomeni açıklamada kritik rol oynarlar. Bu tezde ÇÇSN içindeki nötrino çeşni evrimini inceledik ve iki çeşni yaklaşıklığı altında kollektif çeşni evrimini veren analitik sonuçlar elde ettik. Madde ortamından geçerken meydana gelen MSW rezonansını ve manyetik alandan kaynaklanan SFP rezonansını detaylıca çalıştık. İki seviyeli sistemler için yazılan Landau-Zener (LZ) geçiş olasılıklarını yoğunluk operatörünün evrimine dahil edip sayısal simülasyonlar ile karşılaştırdık. Yoğunluk operatörüne gelen fazları başlangıç koşullarındaki küçük değişiklikler dahilinde inceleyip ortalama yoğunluk operatörünün analitik ifadesini elde ettik. SN1987A ÇÇSN modelinin t=1-3 s arasındaki madde profili dikkate alındığında öngörüler ve sayısal sonuçlar uyumlu çıkmaktadır. T=4 saniyeden sonra, özellikle yüksek enerjilerde, MSW ve SFP rezonansları birbirine yakınlaşır. Bu etki iki çeşni yaklaşıklığının geçerliliğini azaltır. Bu analitik sonuçların geçerlilik koşullarını efektif karışım açılarından ürettik. Ardından şok dalgası dahil edilmiş gerçekçi ÇÇSN modeli kullanıp öz-kırılım etkisini dahil ettiğimizde, antinötrinoların enerji spektrumunda oluşan spektral ayrışmanın kaybolduğunu ve elektron antinötrinolarının ısındığını bulduk. Son olarak nötrinoların ÇÇSN içerisindeki çekirdek sentezlenmesindeki rolüne baktık ve nötrino çekirdek sentezlenmesi dahil edildiğinde lityum ve bor bolluklarının arttığını bulduk.