Neutrino scattering and flavor transformation in supernovae
我们认为,在中微子层外发生方向变化散射的一小部分中微子可能对核心坍缩超新星环境中的中微子味转换产生重大影响。我们表明,集体中微子味转换的标准治疗是足够的,在晚些时候,但可能是不够的,在核心坍缩超新星的关键冲击复兴/爆炸时期,在那里的潜力,管理中微子味的演变受到散射中微子。考虑到这种效应,以及它与熵和成分的耦合方式,将需要超新星建模的新范式。
2012-03-07 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Suppression of Fast Neutrino Flavor Conversions Occurring at Large Distances in Core-Collapse Supernovae
中微子在致密介质中的传播,如核心坍缩超新星和中子星合并残留物可以经历所谓的快速味道转换的尺度远短于真空中的预期。一类非常普遍的快味不稳定性是由中微子从离超新星核心相对较远的原子核后向散射产生的。在这项研究中,我们证明,尽管他们的普遍存在,这种快速的不稳定性是不可能导致显着的味道转换,如果在向后的方向中微子的人口是不够大。事实上,散射引起的不稳定性主要影响反向传播的中微子,这只占大半径中微子的一小部分。我们表明,这可以解释的形状不稳定的味道本征态,这可以是非常峰值的向后角。
2022-03-29 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino flavor transformations in supernovae as a probe for nonstandard neutrino-scalar interactions
我们探讨了通过超新星中的中微子味变换来探测中微子与假想的大质量标量或赝标量之间的非标准相互作用的可能性。我们发现,在超相对论极限下,如果中微子是狄拉克费米子,中微子之间的有效相互作用消失,而不是如果它们是马约拉纳费米子。在多角度的“中微子灯泡模型”下,计算了新中微子相互作用对中微子层上味变换的影响。我们发现,在中微子间的V-A自相互作用中加入非标准中微子自相互作用(NSSI),当其强度与标准V-A相互作用相当时,能够显著地改变集体振荡。保味(FP)NSSI的作用一般是抑制风味转化,而破坏风味(FV)的相互作用被发现促进风味转化。如果来自银河系超新星的中微子信号可以被充分理解,超新星中微子可以提供中微子标量/赝标量相互作用的互补约束,以及区分中微子是马约拉纳还是狄拉克费米子。
2018-04-16 astro-ph.HE hep-ph
Three flavor neutrino conversions in supernovae: Slow $\&$ Fast instabilities
在标准的双味方案中,几乎只研究了恒星核坍缩致密区的自诱导中微子味转换。线性稳定性分析已成功地用于了解这些风味转换。这是对$\textit{three flavor}$快不稳定性的首次线性化研究。“快速”转换是密集中微子系统的迷人特征。在快模式的集体振荡动力学是独立的中微子质量,增长的规模大中微子中微子相互作用强度($10^5$公里$^{-1}$)的致密的核心。与通常由小得多的真空振荡频率($10^0$ km $^{-1}$)驱动的“慢”集体模式相比,这是非常快的。三种风味分析显示了慢转化和快转化的独特特征。慢振荡的结果与现有的非线性三味研究定性一致。对于快速模式,当与两种风味的情况相比时,添加第三种风味开辟了影响风味不稳定性的增长速率的可能性。
2020-01-08 astro-ph.HE hep-ph
Fast flavor conversions in supernovae: the rise of mu-tau neutrinos
核心坍缩超新星中的中微子可以经历快速的味道转换,可能对爆炸机制和核合成产生影响。我们进行了第一次非线性模拟的快速转换中存在的三个中微子的味道。最近的超新星模拟与μ介子的生产要求这样的分析,因为他们放松了标准的$ν_{μ,τ}=\barν_{μ,τ}$(两味)假设。我们的结果表明,μ介子和τ轻子数角分布的意义,连同传统的电子轻子数的。事实上,我们的三种口味的结果可能与两种口味的结果非常不同。这些结果加强了进一步研究超新星模拟数据中快速转换发生的必要性,包括mu和tau中微子的简并破缺。
2020-05-28 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Flavor Oscillations in Core-Collapse Supernovae
核心坍缩超新星是研究中微子物理学许多方面的独特实验室。核心坍缩超新星中原中子星附近的特征是大物质和中微子密度。这个区域的一个显著特征是中微子-中微子相互作用的影响。随后的非线性多中微子系统的性质进行检查,特别强调其集体行为和对称性。中微子的性质和相互作用的r-过程核合成,可能发生在超新星环境的影响进行了讨论。
2012-09-26 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Neutrino Luminosity and Matter-Induced Modification of Collective Neutrino Flavor Oscillations in Supernovae
我们发现,在O-Ne-Mg核塌缩超新星氢包层底部电子数密度分布的起伏,在中子化爆发低能nu_e的味演化中,引起了中微子-电子和中微子-中微子前向散射效应之间有趣的相互作用。这种碰撞使得相当一部分低能核粒子通过呈现非绝热的味道演化而存活下来。增加中子化爆发的亮度使碰撞影响的nu_e向低能量移动,从而降低了存活概率。类似地,降低光度会使受撞击影响的中微子转移到更高的能量。虽然这些低能量中微子位于可探测性的边缘附近,但受凸点影响的中微子的数量对较高能量中微子信号中的光谱交换形成有直接影响。
2011-09-23 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Neutrino-Mass-Driven Instabilities as the Earliest Flavor Conversion in Supernovae
该研究探讨了超新星中中微子质量驱动的不稳定性作为最早味转换机制,指出早期慢速不稳定性会影响后期快速不稳定性条件。
2025-11-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Effects of Random Density Fluctuations on Matter-Enhanced Neutrino Flavor Transitions in Supernovae and Implications for Supernova Dynamics and Nucleosynthesis
计算了后核反弹超新星环境中随机密度涨落对双中微子味变换($ν_{τ(μ)} \rightleftharpoons ν_e$)的影响。特别是,我们遵循数值的中微子状态传播通过随机场的密度波动的味道演变。我们研究了中微子味去极化的途径,并研究了这种现象在早期激波再加热时期和后期r-过程核合成时期的影响。我们的研究结果表明,显着的波动引起的中微子味去极化效应发生在这些环境中,只有当零级(无密度fluctautions)的中微子状态的演化包括绝热传播通过共振(质量级交叉)。在激波再加热阶段,振幅大于0.05%的局部物质密度波动的去极化效应可以导致激波后面的材料的加热速率比没有中微子味转换的情况下增加-但这对应于相对于绝热中微子转换的情况下这个数量的显着减少。如果r-过程核合成发生在超新星演化的后期阶段,那么要求的中子丰富的条件排除了中微子质量平方差和真空混合角($δm^2,\ \sin^22θ$)的中微子味转换的参数空间的区域。我们发现,在随机波动的存在下,这个排除的区域没有显着改变,即使是随机波动的幅度为1%的本地物质密度。
1995-08-23 astro-ph hep-ph nucl-th
Non-Standard Neutrino Self-Interactions Can Cause Neutrino Flavor Equipartition Inside the Supernova Core
本文证明非标准中微子自相互作用可在核心坍缩超新星内部导致中微子味均分,影响超新星物理,并可为未来银河系超新星探测提供途径。
2022-08-11 astro-ph.HE hep-ph
Occurrence of fast neutrino flavor conversions in QCD phase-transition supernovae
本文分析25和40倍太阳质量前身星的QCD相变超新星模型,识别第二次中微子爆发前后FFI的两个阶段,并评估FFC对中微子信号与r过程核合成的影响。
2025-09-30 astro-ph.HE hep-ph
Flavor-dependent neutrino angular distribution in core-collapse supernovae
根据最近的研究,核心坍缩超新星中中微子的集体味演化强烈依赖于局部中微子辐射场的味相关角分布,特别是中微子携带的电子轻子数的角强度。为了便于进一步研究这一问题,我们研究的能量和角度分布的中微子辐射场计算与顶点中微子输运代码的几个球对称(1D)超新星模拟(祖质量11.2,15和25 M_sun),并解释如何提取这些信息从其他模型的Garching组。从退耦区(“中微子球”)开始,分布在径向上越来越前向地达到峰值,其中$ν_e$的角展最大,$\barν_e$的角展较小,$ν_x$的角展最小,其中$x=μ$或$τ$。虽然能量积分的$ν_e$减去$\barν_e$角分布在向前的方向上有一个倾角,但在我们研究的任何情况下都不会变成负值。
2017-03-24 astro-ph.HE hep-ph
Flavor mixing and time of flight delay of supernova neutrinos
来自银河系超新星的中微子可以被萨德伯里中微子天文台和超级神冈探测器探测到。中微子质量的影响可以通过(i)飞行时间的延迟和(ii)由于味道混合而导致的中微子能谱的扭曲来表现在观测到的中微子信号中。我们讨论了两种效果的组合,为带电和中性电流过程中的检测器为现实的三种口味的情况下,中微子口味混合可以导致非平凡的变化,事件率作为时间的函数。
1999-05-13 astro-ph hep-ph
Neutrino Flavor Conversion Shapes the Rate of Failed Core-collapse Supernovae
Niels Bohr International Academy and DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所)
通过模拟195个质量在9到120太阳质量之间的恒星坍缩,并加入中微子味转换的示意性处理,发现味转换重塑了大质量恒星的可爆性(尤其在16-30太阳质量范围)并改变了致密残骸质量分布,从而将中微子味转换确定为预测中子星和黑洞种群的基本要素。
2026-08-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Response to Comments on "Neutrino Flavor Evolution Near a Supernova's Core"
在最近的一篇论文中,我得出结论,中微子背景对于计算超新星中的中微子味演化是重要的,并且包括它削弱了r-过程核合成和宇宙学相关中微子质量之间的联系。对这篇论文的评论已经张贴在这个公告板上;一个是J. Cline,另一个是Y.Z.。Qian和G.M.富勒在这里,我简要地讨论这些评论,并证明它们是不准确和欠考虑的。我的论文不需要修改。
1994-08-01 astro-ph hep-ph
Stability of three neutrino flavor conversion in supernovae
中微子-中微子相互作用可以导致核心坍缩超新星的密集部分的集体味道转换。导致集体转换的不稳定性不断增加,在两个中微子物种的限制下进行了深入的研究,并在完美的球形超新星的情况下发生颠倒的质量排序。我们研究两个简单的模型碰撞和相交的中微子束和显示,三个中微子物种的不稳定性也存在正常的质量排序,即使在一个完全对称的系统。而不稳定性倒置的质量排序是与$Δm_{31}^2$,新的不稳定性,我们发现正常的质量排序是与$Δm_{21}^2$。因此,这些新的不稳定性的增长率为正常秩序是较小的数量级相比,研究的情况下,倒序的速率。
2019-06-24 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Neutrino flavor conversion alters the lepton-emission self-sustained asymmetry in core-collapse supernovae
Niels Bohr International Academy and DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所及尼尔斯·玻尔国际学院与DARK中心)
该研究通过半圆环二维模型分析核心坍缩超新星中,LESA存在时的中微子味转换,发现其可使LESA偶极增强5%-10%,且方向依赖的味转换会影响全局中微子不对称性与流体动力学不稳定性发展。
2026-10-09 astro-ph.HE hep-ph
Fast Neutrino Flavor Conversion in Core-Collapse Supernovae: A Parametric Study in 1D Models
本文在一维核心坍缩超新星模拟中参数化研究快速中微子味转换,发现其虽能硬化中微子能谱并增强激波后加热,但也会通过增加重轻子中微子光度导致原中子星更快收缩,从而阻碍爆炸。
2023-04-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Resonant Neutrino Spin-Flavor Precession and Supernova Nucleosynthesis and Dynamics
讨论了Majorana中微子共振旋味旋进(RSFP)对中微子加热的超新星喷出物中重元素核合成和超新星动力学的影响。在评估RSFP的影响,我们明确包括物质增强(MSW)共振中微子味转换效应在适当的情况下。我们指出,对于中微子磁矩和原中子星磁场的合理范围,具有宇宙学意义的质量(1- 100 eV)的$ν_τ$(或$ν_μ$)到轻$\bar ν_e$的自旋-味道转换可能导致中微子加热的超新星喷出物中中子过剩的增强。这可能有利于与超新星后期中微子加热喷出物相关的$r$过程核合成模型。早期中微子类似的自旋-味道转换可能导致激波再加热率增加,伴随着更大的超新星爆炸能量。然而,我们表明,这种增加的中微子加热可能会伴随着增强的中子过剩,这可能会加剧问题的中子数$N = 50$核在超新星喷出物从这个阶段。在所有这些情况下,平均$\barν_e$能量将比没有中微子混合的超新星模型所预测的要高。这可以允许SN 1987 a数据约束基于RSFP的方案。
1997-01-31 astro-ph hep-ph
Matter-enhanced antineutrino flavor transformation and supernova nucleosynthesis
如果$\barν_e$和$\barν_{μ(τ)}$的真空质量满足$m_{\barν_e}>m_{\barν_{μ(τ)}}$,那么在超新星中可以发生物质增强的反中微子味转换。对于$δm^2> 1$ eV $^2$,这种风味转变可能会影响中微子加热的超新星喷出物中的电子分数$Y_e$。我们指出,这样的味道转换将不会驱动$Y_e>0.5$在$r$过程的核合成时代,在最好的超新星模型,这样的核合成。因此,在中微子加热的超新星喷出物中,物质增强的反中微子味转换$\barν_e\rightleftharpoons\barν_{μ(τ)}$和$r$过程的核合成之间没有明显的冲突。
1995-02-17 astro-ph hep-ph
Neutrinos from Supernovae
本文综述了味振荡对超新星核塌缩后爆发释放中微子的影响。在某些情况下,与无振荡的情况相比,事件的数量有很大的增加。还讨论了与超新星中微子有关的各种其他特征。
2002-12-21 hep-ph
Resonant neutrino spin-flavor precession and supernova shock revival
提出了一种新的超新星激波复活机制,它涉及中微子在超新星磁场中的自旋-味共振旋进和跃迁磁矩。只要中微子质量平方差在$Δm^2 \sim (3 \;{\rm eV})^2-(600 \;{\rm eV})^2$范围内,该机制就可以在超新星中对小到$10^{-14}μ_B$的跃迁磁矩起作用。结果表明,该机制可使中微子诱导激波再加热能量提高约60%.
1996-04-16 astro-ph hep-ph
Fast Flavor Transformations
本文综述了中微子快速味道不稳定性(FFI)的理论本质、测试与模拟方法,并展望了通向现实自洽模型以理解FFI在超新星和合并中影响的路径。
2022-07-07 astro-ph.HE hep-ph
Effect of Collective Flavor Oscillations on the Diffuse Supernova Neutrino Background
核心坍缩超新星内部由中微子-中微子自相互作用驱动的集体味振荡现在已经被证明会带来中微子通量的剧烈变化。这将反过来显著影响扩散超新星中微子背景(DSNB),由过去爆炸的所有核心坍缩超新星产生。鉴于这些集体效应,我们重新分析了在目前运行和计划的大型探测器中探测DSNB的潜力,这些探测器用于探测电子中微子和反中微子。下一代探测器应该能够观测DSNB通量。在某些有利的条件下,人们可以了解中微子参数。例如,即使theta_{13}几乎为零,也有可能确定中微子的质量等级。
2009-05-29 astro-ph hep-ex hep-ph
Prospects of fast flavor neutrino conversion in rotating core-collapse supernovae
越来越多的证据表明,中微子在核心坍缩超新星(CCSN)中经历了快速味转换(FFC)。在这封信中,我们调查的角色,恒星旋转的发生FFC进行轴对称CCSN模拟与完整的玻尔兹曼中微子输运。我们的结果表明,电子中微子轻子数(ELN)角交叉,这是触发FFC的必要和充分条件,优选地发生在赤道区旋转CCSNe。通过研究中微子-物质相互作用和中微子辐射场,我们发现了恒星自转促进FFC发生的证据。激波后层中的低电子分数区域在离心力作用下膨胀,增强了电子型中微子($ν_{\rm e}$)和它们的反粒子($\barν_{\rm e}$)之间中微子吸收的差异。这对中微子在动量空间中的角分布有很大的影响,在动量空间中,$ν_{\rm e}$倾向于比$\barν_{\rm e}$更各向同性;因此,ELN交叉出现。在这项研究中发现的ELN交叉显然与旋转有关,这激发了进一步研究随后的FFC如何影响旋转CCSNe中的爆炸动力学,核合成和中微子信号。
2021-11-10 astro-ph.HE hep-ph
Effect of extended neutrino production region on collective oscillations in supernovae
在超新星中,中微子是从宽度为$r_{\rm eff}$几公里的区域(而不是从无限小宽度的表面)发射出来的。我们研究了在这样一个扩展的发射区域上的集成(平均)对集体振荡的影响。平均导致通过因子$ \sim 1/r_{\rm eff} V_e \sim 10^{-10}$对相关性(密度矩阵的非对角元素)的附加抑制,其中$V_e$是物质势。这个因素进入进一步集体振荡的初始条件,因此,导致延迟的强烈的味道过渡。我们证明和量化这幅图片使用一个简单的例子,在两个相交的通量的集体效应。我们导出了在发射区积分的密度矩阵元的演化方程,并用数值和解析方法求解。对于解析解,我们使用了线性化方程。我们表明,延迟的发展的不稳定性和集体振荡依赖于抑制因子,由于平均(积分)的grammically。如果不稳定性发展的生产区域内,集成不仅会导致延迟,而且会修改的指数增长。
2019-09-20 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Prospects for Neutrino Spin Coherence in Supernovae
我们提出了中微子灯泡模型模拟马约拉纳中微子相干自旋变换(即,中微子-反中微子转换),再加上中微子的味道演变,对应的条件下的中子化爆发时期的氧-氖-镁(O-Ne-Mg)的核心崩溃超新星。例如,在中子化爆发中,显著的中微子自旋转变可能会改变中微子和反中微子的注量,这种方式可能会被银河系核心坍缩超新星探测到。我们的计算首次将几何稀释纳入中微子的自旋演化,并将两味和三味演化与自旋混合物理相结合。我们发现,显着的自旋转换可以发生,但只有一个大的中微子光度和电子分数($Y_e$)的配置文件,这有利于绝热条件的自旋通道共振。利用我们采用的中微子能谱、光度、密度和$Y_e$分布参数,我们的计算需要一个不切实际的大中微子静止质量来维持自旋变换。这是一个悬而未决的问题,是否检查不同的密度分布或纳入其他来源的非线性反馈,如$Y_e$反馈,可以减轻这种需要。我们发现自旋变换对中微子的味结构不敏感,即,无论我们模拟的是两味变换还是三味变换,都会发生自旋变换。在双味的情况下,自旋转换是不敏感的选择太阳或大气质量平方分裂以及马约拉纳阶段的选择。重要的是,我们的三味模拟,以及我们的两味模拟与大气质量平方分裂,包括自旋自由度可以显着和定性地改变中微子的味道演变。
2017-03-01 astro-ph.HE hep-ph
Flavor Evolution of the Neutronization Neutrino Burst from an O-Ne-Mg Core-Collapse Supernova
本文给出了一颗O-Ne-Mg核塌缩超新星中子化爆发的3-中微子味演化模拟结果。我们发现,非线性中微子自耦合工程师的一个单一的光谱功能的逐步转换的倒中微子质量等级的情况下,在正常的质量等级的情况下,两个这样的功能对应的真空中微子质量平方差与太阳和大气中微子振荡的叠加。这些中微子的光谱特征提供了一个独特的潜在的探测条件下的超新星环境,并可能使我们能够区分O-Ne-Mg和Fe核心塌缩超新星。
2008-01-18 astro-ph hep-ph
Flavor composition of supernova neutrinos
本文研究了超新星中微子的味组成预测问题,发现外层标准物质效应可显著约束到达地球的中微子味比例,并基于退相干假设给出了正、倒置质量排序下的具体约束值。
2025-06-01 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Collective neutrino oscillations and detectabilities in failed supernovae
在三味多角度近似下,研究了一个球对称的超新星爆炸模拟中的集体中微子振荡。一颗失败的超新星在短时间内释放出高中微子通量,而强烈的吸积过程伴随着高电子密度,足以经历重新坍缩成黑洞。我们的结果表明,物质诱导效应完全占主导地位的中微子自相互作用效应和多角度的物质抑制发生在我们研究的所有时间快照。这些事实表明,只有MSW共振影响失败的超新星的中微子味转换和简单的光谱将在中微子探测器上观察到。我们还估计了当前和未来的中微子探测器从一个源在10千秒差距的银河系事件的中微子事件率。中微子探测的时间演化可以提供有关致密和热物质的信息,并约束中微子质量排序问题。
2018-11-08 astro-ph.HE hep-ph
Effects of Annihilation with Low-Energy Neutrinos on High-Energy Neutrinos from Binary Neutron Star Mergers and Rare Core-Collapse Supernovae
本文研究了双中子星合并和稀有核心坍缩超新星中,窒息喷流产生的高能中微子与吸积盘低能中微子的湮灭效应,发现该效应会显著改变高能中微子的全味谱和味组成,需在精确测量中予以考虑。
2024-04-27 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
The neutrino-neutrino interaction effects in supernovae: the point of view from the 'matter' basis
本文研究了含有非对角复项的任意势场中物质中中微子振荡的哈密顿量。我们推导出的“物质基础”的哈密顿量可以从口味的基础哈密顿量及其衍生物,为任意数量的中微子口味。我们使我们的表达式明确的两个中微子味的情况下,并将我们的结果的情况下,哈密顿量包括耦合到物质和中微子,它描述了中微子在核心坍缩超新星的传播。我们表明,中微子味的演变取决于混合矩阵的衍生物,不仅涉及的物质混合角的衍生物,但也相位。特别是,我们指出的重要作用的相位导数,出现由于中微子-中微子相互作用,并显示它如何能够导致物质基础哈密顿量的对角元素之间的振荡简并。我们的研究结果还表明,该同步制度的结束是由于相位导数的快速增加,并确定的条件,以满足双极振荡的发病涉及的非对角中微子中微子相互作用的贡献和真空项。
2011-08-26 astro-ph.SR hep-ph
Possible CP-Violation effects in core-collapse Supernovae
我们研究了当中微子存在于致密物质中时的CP破坏效应,例如在核心坍缩超新星中形成的原中子星之外。利用基于标准模型的一般参数,我们证实了在树水平上,在核塌缩超新星中的电子中微子和反中微子通量不存在CP破坏效应。另一方面,即使在树的水平上,μ子和τ中微子也可以获得显着的效果。我们表明,CP违反的影响,可以存在于超新星电子(反)中微子通量以及,如果μ子和τ中微子在中微子层有不同的流量。这种差异可能是由于标准模型之外的物理现象造成的,例如味道变化相互作用的存在。
2008-04-09 astro-ph hep-ph
Expected flavor composition of supernova neutrinos
Gran Sasso Science Institute (GSSI)(格兰萨索科学研究所);INFN - Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS)(意大利国家核物理研究所-格兰萨索国家实验室);Technische Universität München(慕尼黑工业大学);RIKEN iTHEMS(理化学研究所 iTHEMS);Department of Physics, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校物理系)
本文研究了核心坍缩超新星中中微子风味组成,通过考虑退相干和标准物质效应,预测了电子风味分数在不同质量顺序下的稳健结果。
2025-12-19 hep-ph
Neutrino Decoupling Is Altered by Flavor Conversion
本文首次非线性模拟含带电流、中性流碰撞及平流的中微子退耦过程,发现味转换在完全退耦前发生并移动退耦面。
2023-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Fast flavor conversion of neutrinos in presence of matter bulk velocity
中微子和反中微子的稠密气体可以在核心坍缩超新星的退耦区附近和紧凑的双中子星合并中进行快速的成对转换。依赖于味道的中微子加热可以在维持热而致密的物质内部的对流方面发挥作用。在本文中,我们研究了未探索的影响的物质的整体速度快速成对转换,并表明,根据方向和大小的整体速度,中微子味转换可以显着增强或抑制。在中微子振荡中通常被忽略的物质的整体速度,在天体物理环境中可以达到光速的十分之一。我们发现,体积速度远小于最大允许速度可以大大改变中微子味转换率。由于物质的整体速度,中微子味转换率可能会提高,这一事实也提出了几个与超新星机制相关的重要问题。未来的研究与现实的速度剖面可以阐明的核心坍缩超新星和中子星合并的现象可能的影响。
2021-07-30 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Flavor Evolution in High Flux Astrophysical Environments
Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);University of Trento(特伦托大学);INFN-TIFPA Trento Institute of Fundamental Physics and Applications(INFN-TIFPA 特伦托基础物理与应用研究所)
研究高通量天体物理环境中中微子味演化,考虑中微子-中微子和中微子-反中微子相互作用,揭示快速平衡对能量沉积和核合成的影响。
2026-03-12 hep-ph
Neutrino scattering off pair-breaking and collective excitations in superfluid neutron matter and in color-flavor locked quark matter
我们计算了描述超流物质线性响应所需的关联函数,进而计算了中性流中微子在超流中子物质和色味锁夸克物质中散射的微分截面。我们报告的第一个计算散射率,其中包括中微子相互作用与两个破对激发和低的集体激发(戈德斯通模式)。我们的结果适用于以上和以下的临界温度,允许在超新星和中子星的中微子输运的模拟使用。
2004-05-19 astro-ph hep-ph nucl-th
Spin-flavor precession of Dirac neutrinos in dense matter and its potential in core-collapse supernovae
本文计算了致密物质中Dirac中微子的自旋-味进动(SFP),发现其受强磁场增强和物质势抑制,在电子比例接近1/3时发生。结合超新星流体动力学模拟,确定了原中子星发生SFP所需的磁场强度,并比较了Dirac与Majorana中微子的差异。
2023-09-13 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutrinos self interactions in Supernovae
研究了超新星核中中微子的振荡。在这个密度极高的区域,中微子自相互作用诱导集体味跃迁。当集体跃迁与物质振荡解耦时,对于我们选择的物质剖面,通过与球形摆的力学类比,对集体效应的分析解释是可能的。对于倒置的中微子体系,中微子的传播可以分为三个区域:同步、双极振荡和光谱分裂。我们的模拟表明,平均中微子轨迹不会改变这三个制度的性质。
2008-05-16 hep-ph
Effect of Collective Neutrino Oscillations on the Neutrino Mechanism of Core-Collapse Supernovae
在大质量恒星坍缩后的几秒钟内,新生的原中子星(PNS)会辐射出各种各样的中微子。在失速冲击波半径以下的电子型中微子的吸收可能会驱动爆炸(“中微子机制”)。由于加热速率与中微子能量的平方成正比,因此通过集体中微子振荡(CnuO)将μ中微子和τ中微子味转换为电子型中微子原则上可以增加加热速率并驱动爆炸。为了评估CnuO对激波复苏的潜在重要性,我们求解了PNS表面(r_nu)和激波(r_S)之间的球对称吸积的稳态边值问题,包括通过CnuO进行味道转换的方案。对于给定的r_nu、PNS质量(M)、吸积率(Mdot)和PNS中微子能量的假设值,我们计算了中微子的临界光度,超过这个临界光度,吸积是不可能的,爆炸是发生的。我们表明,CnuO可以降低临界光度的一个因素,最多~1.5,但只有当味转换是完全完成内r_S,如果没有物质的抑制。影响的大小取决于模型参数(M,Mdot和r_nu),通过冲击半径和物理尺度的味道转换。我们量化了这些依赖关系,发现CnuO可以降低临界光度只有小M和Mdot,和大的r_nu。然而,对于这些参数值,由于物质效应,CnuO被抑制。通过量化的重要性,CnuO和物质的抑制在临界中微子光度爆炸,我们表明与以前的研究一致,CnuO是不可能影响核心坍缩超新星的中微子机制显着。
2012-06-07 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Dimming of Supernovae by Photon-Pseudoscalar Conversion and the Intergalactic Plasma
最近,Csaki、Kaloper和Terning(hep-ph/0111311)提出,观测到的遥远Ia型超新星的变暗可能是光子与非常轻的轴子混合的结果。我们指出,等离子体的影响,其中的光子传播,必须考虑在内。这种效应改变了振荡概率,并使调光频率依赖性,与观察相反。人们可能希望通过在许多不同的相干域上平均振荡来容纳数据。我们估计相干损失的影响,无论是由于磁场或星系际等离子体的不均匀性。这些估计表明,消色差问题只能用星系际介质的非常特殊的,可能是不现实的性质来解决。
2001-12-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Linking neutrino oscillations to the nucleosynthesis of elements
中微子与物质的相互作用在决定爆炸性天体物理环境中的核合成结果方面发挥着重要作用,例如核心坍缩超新星或致密物体的合并。在这篇文章中,我们首先讨论了我们最近的工作的重要性,研究集体中微子振荡的时间演化的活性味在确定其对核合成的影响。然后,我们考虑可能的活性无菌中微子混合,并证明需要一个一致的方法来发展中微子的味道振荡,物质组成,和流体动力学时,味道振荡可以发生在非常深的超新星。
2015-12-11 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Nonstandard Neutrino Interactions in Supernovae
中微子与物质的非标准相互作用(NSI)可以显着改变超新星中的中微子味演化,并有可能影响爆炸动力学,核合成和中微子信号。在本文中,我们探索,无论是数值和分析,景观的中微子味转换效应在超新星由于NSI,并发现一个新的,迄今为止看不见的转换过程可以发生。这些新的转变可以发生与NSI强度远低于目前的实验限制。在NSI参数空间的一个宽范围内,我们观察到超新星中微子的对称和标准物质-中微子共振,这是一种以前只在紧凑物体合并方案中看到的转换效应;在另一个参数空间区域,我们发现NSI可以在只有中微子振荡物理的标准情况下不会出现的方案中诱导中微子集体效应;在第三个区域,NSI可以导致高密度Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein共振的消失。使用各种分析工具,我们能够定量描述的数值结果,使我们能够分区的NSI参数根据观察到的转换过程。我们的研究结果表明,超新星中微子的非标准相互作用提供了一个灵敏的探针超越标准模型物理补充目前和未来的地面实验。
2016-11-29 astro-ph.HE hep-ph
Collisional flavor pendula and neutrino quantum thermodynamics
本研究针对核心坍缩超新星和中子星并合中中微子的碰撞型味不稳定性,提出对应味摆模型并结合中微子量子热力学分析,发现退相干作用可驱动完全相干味转换的新现象。
2023-12-16 astro-ph.HE hep-ph
Resonances Driven by a Neutrino Gyroscope and Collective Neutrino Oscillations in Supernovae
我们表明,味道演变的中微子系统的连续能谱在超新星中可以理解的个人中微子味isospins(NFIS的)的平均场的响应。在系统初始由能谱相同但数密度不同的nu_e和anti-nu_e组成的情况下,中微子陀螺仪的总角动量可以很好地近似平均场。假设NFIS的演化与初始中微子发射角无关,即所谓的单角近似,我们发现NFIS的演化分别由陀螺仪的进动和章动驱动的两种类型的共振决定。净风味转换关键取决于通过这些共振进化的绝热性。结果表明,两种初始中微子系统的结果可以推广到四种初始中微子系统,其中nu_e和anti-nu_e的初始数密度明显大于nu_x和anti-nu_x的初始数密度。此外,我们发现,当依赖于初始中微子发射角被考虑在多角度近似,章动的平均场很快衰减,可以忽略不计。与此相反,岁差驱动的共振仍然支配着不同能量和发射角的NFIS的演化,就像在单角近似。我们对超新星集体中微子振荡的教学和分析研究为这些看似复杂但迷人的现象提供了一些见解。
2011-07-19 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Diagnosing electron-neutrino lepton number crossings in core-collapse supernovae: A comparison of methods
本研究针对核心坍缩超新星中快中微子味转化的必要条件ELN交叉,对比了四种诊断方法的性能,发现多项式法和Minerbo方案局限性严重,最大熵法可捕捉大部分前向交叉但仍有不足,凸显了稳健建模中微子角特性的必要性。
2025-09-03 astro-ph.HE hep-ph
Implications of conservation laws and ergodicity for neutrino flavor instability
本工作基于守恒定律与各态历经假说,证明了谱交叉是集体中微子味不稳定性的必要且充分条件,并探讨了味热化与能量守恒。
2025-09-17 astro-ph.HE hep-ph
Density Fluctuation Effects on Collective Neutrino Oscillations in O-Ne-Mg Core-Collapse Supernovae
研究了物质密度涨落对超新星集体中微子味振荡的影响。特别地,我们利用全多角度、3味、自洽的方法模拟了O-Ne-Mg核塌缩超新星在激波爆发(中微子中子化爆发)时包层中中微子味场的演化,研究了氦燃烧壳层留下的物质密度“碰撞”对中微子味场演化的影响。我们发现了一个看似违反直觉的整体电子中微子的生存概率增加,这种物质密度的功能。我们讨论了这种行为的物质密度分布和中微子集体效应之间的相互作用。虽然我们的研究结果为这种相互作用提供了新的见解,但它们也表明了超新星中微子爆发探测的直接后果:很难使用爆发信号来提取化石燃烧壳或物质密度分布中这种尺度的其他波动的信息。与以前的研究结果一致,我们的结果还表明,中微子自耦合和物质涨落的相互作用可以导致电子中微子在极低能量下的存活几率显著增加
2011-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Three-generation flavor transitions and decays of supernova relic neutrinos
如果中微子有质量,它们也可以衰变。宇宙学意义上的衰变寿命原则上可以通过探测所有过去的超新星产生的红移、扩散的中微子通量--所谓的超新星遗迹中微子(SRN)通量来探测。在这项工作中,我们解决了SRN动力学方程的一般情况下,三代味过渡,其次是不可见的(无辐射)两体衰变。然后,我们使用一般的解决方案来计算可观测的SRN光谱在一些代表性的衰变方案。结果表明,在衰变存在的情况下,SRN事件率基本上可以跨越整个范围低于目前的实验上限-一个范围,未来的实验项目可以访问。辐射SRN衰变也简要讨论。
2004-01-28 astro-ph hep-ex hep-ph
Collective Flavor Oscillations Of Supernova Neutrinos and r-Process Nucleosynthesis
核心坍缩超新星内部的中微子-中微子相互作用可能会引起集体味道振荡,导致味道之间的交换。这些振荡依赖于初始能谱,以及中微子的相对通量或相对光度。已经观察到,偏离不同风味之间的能量均分可以引起一个或多个急剧的能量光谱交换,称为分裂。我们研究了中微子和反中微子光谱分裂的发生,不同的初始能谱模型的初始相对通量,在正常和倒置的层次。这些初始的相对通量变化引起几种可能的分裂模式,而不同模型的能量谱的变化给出了类似的结果。我们探讨这些光谱分裂的电子分数,$Y_e$,支配r-过程核合成超新星内的效果。由于光谱分裂修改的电子中微子和反中微子的光谱在该地区的r-过程被假定发生,由于光谱分裂的模式取决于初始条件的光谱和中微子的质量等级,我们表明,成功的r-过程核合成所需的条件$Y_e < 0.5$将导致对初始光谱条件的约束,对于一个给定的中微子质量等级。
2010-06-18 astro-ph.SR hep-ph
Flavor Oscillation Modes In Dense Neutrino Media
研究了中微子和反中微子初始处于近纯弱相互作用态的均匀中微子气体中的双味中微子振荡。我们发现,在近各向同性的中微子气体中,中微子振荡模和偶极振荡模可以触发相反中微子质量层次的味不稳定性。对于一类简单的中微子系统,我们能够识别线性区中中微子振荡的简正模。我们的结果为最近发现的超新星中中微子振荡的多方位角(MAA)不稳定性提供了新的见解。
2013-11-13 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Neutrinos from type Ia supernovae: the deflagration-to-detonation transition scenario
人们早就认识到,从银河系下一个核心坍缩超新星中检测到的中微子有可能揭示有关爆炸动力学和核合成条件的重要信息,并使我们能够探测中微子本身的性质。从热核Ia型超新星中发射出的中微子也具有相同的势能,尽管这些超新星是较暗的中微子源。对于第一次,我们计算的时间,能量,视线,和中微子的味道依赖的功能,预期从三维延迟爆炸爆炸模拟,其中爆燃到爆炸过渡触发一个近kirrasekhar质量的碳-氧白矮星的完全破坏的中微子信号。我们还计算了中微子的味道演变沿八条视线,通过模拟作为时间和能量的函数,使用一个确切的三味转换代码。我们确定了一个特征光谱峰在$\sim 10$ MeV的电子捕获铜的签名。这个峰值是爆炸模型的一个潜在的区别特征,因为它反映了爆炸早期的核合成条件。我们用SNOwGLoBES事件率计算软件模拟了Super-K,Hyper-K,JUNO和DUNE中微子探测器的事件率,并计算了IceCube信号。Hyper-K将能够探测到我们模型中距离$\sim 10$ kpc的中微子。在1 kpc时,JUNO、Super-K和DUNE会记录几个事件,而IceCube和Hyper-K会记录几十个事件。
2016-08-22 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Theory of Neutrino Flavor Mixing
我们对中微子味道混合的理论理解的深度应该与这一现象的重要性相匹配,因为这一现象预示着人们期待已久的对粒子物理学标准模型的经验挑战。在回顾了熟悉的、简化的量子力学模型及其缺陷之后,我概述了在散射理论的框架中发现的对真空和物质增强的味道混合的更深层次的理解。虽然简化模型为大气、太阳和加速器/反应堆中微子现象给出了“正确答案”,但我认为,来自更深层次的关键见解将简化天体物理环境中中微子输运的处理--例如超新星--其中中微子发挥着动态重要作用。
2001-06-30 hep-ph