Аннотация:

Рассмотрен квазиклассический подход для описания эволюции спина фермиона во внешних полях. Данный метод обобщен на случай распространения частицы в искривленном пространстве. Полученные результаты применяются для описания эволюции спина нейтрино во внешних полях. В качестве примера изучается распространение ультрарелятивистских нейтрино в поле вращающейся черной дыры. Для этой цели сначала рассмотрено описание движения пробной частицы в метрике Керра, причем рассмотрение не ограничивается траекториями, лежащими в экваториальной плоскости.

Предполагается, что нейтрино может взаимодействовать не только с гравитационным полем, но и с замагниченной плазмой аккреционого диска вокруг черной дыры. Взаимодействие нейтрино с веществом осуществляется посредством электрослабых сил, а взаимодействие с магнитными полями происходит благодаря наличию у нейтрино магнитного момента. В качестве модели аккреционного диска выбирается замагниченный «польский пончик». Помимо существующего в данной модели тороидального магнитного поля рассматриваются различные конфигурации полоидальных полей. Остальные параметры аккреционного диска соответствуют наблюдаемым величинам. В результате численного моделирования эволюции спина с использованием параллельных вычислений на суперкомпьютере получены потоки рассеянных нейтрино с учетом изменившейся поляризации частиц за счет их взаимодействия с внешними полями. Данные результаты соответствуют различным конфигурациям магнитных полей и различным спинам черной дыры.

Полученные результаты позволяют выдвинуть идею о нейтринной томографии окрестностей черной дыры.

В заключение рассматриваются возможные перспективы данного исследования.