Neutrino oscillations in the presence of torsion

Summary

In this paper we consider the influence of torsion on neutrino oscillations: if we allow for lepton number nonconservation and the possibility of flavour mixing in a space with torsion, it follows that the phenomenological neutrinos produced in the charged-current weak interactions are not, in general, the eigenstates of the torsional Hamiltonian, and then oscillations can occur due to torsion. It is shown that oscillations are possible even if the neutrino masses are all degenerate (but nonzero), and even if neutrinos are massless: in this last case, however, only the Einstein-Cartan torsion can produce oscillations. The torsion eigenstates are interpreted as different mixtures of right-handed and left-handed fields, and it is predicted a deviation of the weak neutrino current from the standardV-A form. We consider Weyl, Dirac and Majorana neutrinos, and we discuss first- and second-class oscillations. The oscillation lengths and the mixing angles are evaluated, and it is shown that in the case of strong gravity the oscillations can be strongly damped or enhanced by torsion.

Riassunto

In questo lavoro si considera l'influenza della torsione sulle oscillazioni neutriniche: ammettendo che il numero leptonico non sia conservato e che le famiglie leptoniche siano mescolate in uno spazio con torsione, ne consegue che i neutrini prodotti in una reazione debole sono diversi, in generale, dagli autovettori dell'hamiltoniana torsionale, e quindi la torsione può produrre oscillazioni. Si mostra che le oscillazioni sono possibili anche se i neutrini hanno tutti la stessa massa (diversa da zero), ed anche se hanno massa zero: in quest'ultimo caso, però, solo la torsione di Einstein-Cartan può produrre oscillazioni. Gli autostati torsionali sono interpretati come miscele differenti di neutrini con elicità positiva e negativa, e si prevede una deviazione della corrente debole neutrinica dalla forma standardV-A. Si considera il caso di neutrini di Weyl, di Dirac e di Majorana, e si discutono le oscillazioni di I e II classe. Si calcolano le lunghezze di oscillazione e gli angoli di mescolamento, e si mostra chue nel caso della gravità forte le oscillazioni possono essere fortemente smorzate o aumentate dalla torsione.

Резюме

В этой статье мы рассматриваем влияние закручивания на нейтринные осцилляции: предполагая несохранение числа лептонов и возможность смешивания аромата в пространстве с закручиванием. Из этого следует, что феноменологические нейтрино, образующиеся при слабых взаимодействиях заряженных токов, не являются, в общем случае, собственными состояниями торсионного Гамильтониана и, следовательно, рассматриваемые осцилляции могут быть обусловлены закручиванием. Показывается, что эти осцилляции оказываются возможными, даже если массы нейтрино являются вырожденными (но ненулевыми) и даже если нейтрино безмассовые: в этом последнем случае, только закручивание Эйнштейна-Картана может приводить к осцилляциям. Собственные состояния закручивания интерпретируются как различные смеси правовинтовых и левовинтовых полей. Предсказывается отклонение слабого нейтринного тока от стандартнойV-A формы. Мы рассматриваем нейтрино Вейля, Дирака и Майорана. Мы обсуждаем осцилляции первого и второго классов. Вычисляются длины осцилляций и углы смешивания. Показывается, что в случае сильной гравитации осцилляции могут сильно затухать или возрастать из-за закручивания.