超新星中微子多探测器分析中的观测值
Observables in multi-detector analyses of supernova neutrinos
摘要:
这篇论文已被作者撤回,由于错误的数字。
英文摘要:
This paper has been withdrawn by the author, due to errors in the figures.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。
Observables in multi-detector analyses of supernova neutrinos
Shao-Hsuan Chiu
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机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。
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Capability of multi-detector analyses on supernova neutrinos
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The likelihood for supernova neutrino analyses
我们推导出事件的事件的可能性,允许提取包含在超新星中微子的能量,时间和方向的完整信息,并指定它在SN 1987A数据的情况下。我们解决了以前的文献中的差异,数值相关的SN1987A数据的具体情况下。
Are Bulk Axions in Models with Extra, Large, Compact Dimensions Observable?
在模型中,大量的轴子在一些额外的、紧凑的维度中移动,这些维度大于O(埃),KK模式的高度简并性强烈地收紧了轴子光子耦合的超新星上限,使得轴子实际上是不可观测的。相反,直接或间接地发现轴子将排除这种模型。这些激烈的结论是避免如果超新星和从太阳轴子搜索范围放宽。
Electroweak Precision Observables in the MSSM and Global Analyses of Precision Data
评述了MSSM中的弱电精密观测量的计算。与标准模型相比,1997年的数据和更新的全球拟合的结果的描述进行了讨论。
Signatures of the neutrino mass hierarchy in supernova neutrinos
未确定的中微子质量等级可能会在核心坍缩超新星(SN)的中微子通量上留下可观察到的印记。然而,观测值的解释受制于不确定的SN模型和SN中中微子的味转换机制。我们试图提出一个预期的中微子事件在地面探测器的定性解释,专注于吸积阶段的中微子爆发。由于中微子的自相互作用,MSW效应,和地球再生效应的味道转换被纳入计算。它导致了几个不同的情况下,确定的中微子质量等级和集体口味的转变。文中还讨论了入射角和SN模型变化所引起的后果。
Supernova neutrino oscillations: what do we understand?
我们总结了我们目前对核心坍缩超新星内部中微子味转换的理解,阐明了“集体效应”在确定味转换概率中所起的重要作用。潜在的可观测的$ν_e$和$\barν_e$光谱可以帮助我们识别中微子混合的情况下,区分主通量模型,并了解更多关于超新星爆炸。
Density profiles of supernova matter and determination of neutrino parameters
超新星中微子的味转换可以导致与未知中微子参数相关的可观测特征。作为决定共振风味转换效率的决定因素之一,在超新星环境中MSW共振附近的局部密度分布还没有得到很好的理解。在这个分析中,可变的幂律函数被用来代表独立的局域密度分布附近的共振位置。结果表明,超新星中不确定的物质密度分布、可能的中微子质量等级以及不确定的1-3混合角将导致$ν_{e}$和$\bar{ν_{e}}$的生存概率出现6种不同的情形.探测中微子质量等级和1-3混合角与超新星中微子的可行性,然后使用几个建议的实验观测。由于对超新星物质分布的了解不完全,分析进一步扩展到包括地球物质效应。由于模型的选择,不同的平均能量和中微子的光度可能产生的影响,也在分析中解决。
Production of keV Sterile Neutrinos in Supernovae: New Constraints and Gamma Ray Observables
我们研究了超新星中不育中微子的产生,特别关注keV-MeV质量范围,如果不育中微子要解释宇宙中的暗物质,这是最有趣的范围。专注于最简单的情况下,不育中微子只与μ子或τ中微子混合,我们认为,生产千电子伏-兆电子伏不育中微子可以强烈增强的米赫耶夫-斯米尔诺夫-沃尔芬斯坦(MSW)共振,使大量的流量预计将出现从超新星,即使真空之间的混合角活跃和不育中微子是微小的。使用能量学的论点,这产生了限制的不育中微子参数空间,达到了混合角的顺序为$\sin^2 2θ\lesssim 10^{-14}$和高达一个数量级强于X射线观测。虽然超新星极限比X射线极限遭受更大的系统不确定性,但它们也适用于早期宇宙中没有大量产生无菌中微子的情况。我们还计算了$\mathcal{O}(\text{MeV})$光子的通量,预计从超新星产生的无菌中微子的衰变,但发现它是超出了目前的观测范围,即使是附近的超新星。
Collective flavour transitions of supernova neutrinos
当中微子密度非常高时,如在核心坍缩的超新星中,中微子间的相互作用是不可忽略的,并且可以明显地影响味道的演变。这些现象的物理学简要强调,其影响显示在可观察到的能谱从未来的银河系超新星内的两个中微子和三个中微子的框架。对这种效应的检测可以提供两个未知数的处理:中微子质量等级和混合角θ(13)。
Reexamination of a Bound on the Dirac Neutrino Magnetic Moment from the Supernova Neutrino Luminosity
重新研究了超新星核条件下的中微子螺旋度翻转过程。而不是在以前的分析中使用的SN核心的均匀球模型,在SN核心的物理参数的径向分布和时间演化的现实模型被认为是。本文从超新星核nu_R发射的光度极限出发,得到了狄拉克中微子磁矩的一个新的上界。
Identifying neutrino mass hierarchy at extremely small theta(13) through Earth matter effects in a supernova signal
超新星内部的集体中微子味道转换对中微子质量等级很敏感,即使θ值非常小(13)。利用这一效应,我们发现,如果sin ^2 θ(13)< 10^{-5},则通过比较两个百万吨级水切伦科夫探测器(其中一个被地球遮挡)中来自银河系超新星的反中微子信号,将使我们能够区分等级。另一方面,在sin ^2 θ(13)> 10^{-3}的倒置层次中观测地球效应,将提供一个在超新星内部深处发生的集体振荡的可靠的可观测信号。
Future galactic supernova neutrino signal: What can we learn?
我们银河系中的下一颗超新星将被各种中微子探测器探测到。在这堂课中,我将讨论一组约束超新星中微子发射模型所需的观测量。它们是中微子流的三种预期成分:$ν_e$、$\barν_e$和$ν_x$(其他四种成分的总和)的通量归一化和平均能量。我将展示现有的或即将投入使用的中微子探测器如何能够确定这些可观测量的大小,并估计相应的速率。
Physics of supernova neutrinos: flavor conversion effects
我回顾了由于质量和混合导致的恒星坍缩中中微子的味转换效应,并讨论了他们研究的动机。我详细地考虑了某些可观测量(nu_e和antinu_e事件的能谱特征)对13-混合(sin ^2 θ_13)和质量等级/排序类型(符号[Δ m^2_13])的敏感性。这些观测量是:谱的平均能量比r_E = <E>/< \bar E >,能量分布的宽度比r_Gamma = Gamma/ \bar Gamma,低能的nu_e和antinu_e事件的总数比S,高能的尾数比R_tail。我证明了在可观测量r_E、r_Gamma、R_tail的空间中存在着这样的区域,在这些区域中,可以识别或区分出某些质量等级和sin ^2 θ_13的区间。最后,我讨论了在地球物质中研究再生效应对nu_e和antinu_e的影响的可能性,并指出,无论是对这些效应的观测还是排除,都可以得到与模型无关的关于sin ^[2 θ_13]和质量等级的信息。这种信息的提取将大大受益于一个新的,大的,长寿命的nu_e探测器的存在,并从理论预测的进展最初产生于恒星的中微子的流量和能谱。
Status and prospects of precision analyses with $e^+e^-\to W^+W^-$
$e^+e^-\to W^+W^-$是全球精密分析计划的一个组成部分,该计划在发现希格斯玻色子后变得更加相关。我们分析了当前的精确计算的包容性$e^+e^-\to W^+W^-$可观的情况下,并研究将它们纳入全球精密电弱分析的框架,根据每mil级的截面测量在未来的设施的前景。我们提出的扩展公式的可观的,使依赖的输入明确。在普适理论的有效场论框架下,论证了新物理效应的计算。我们超越了三重规范耦合参数化,并说明了互补性的$e^+e^-\to W^+W^-$和其他精密数据在观测水平。
Identifying the neutrino mass spectrum from a supernova neutrino burst
我们研究的作用,未来的检测从银河系超新星的中微子爆发可以发挥在中微子质谱重建。我们考虑所有可能的3个$ν$质量和味道谱描述太阳和大气中微子的数据。对于这些光谱中的每一个,我们都发现了超新星中微子转换在恒星和地球物质中的可观测效应。我们表明,研究的电子中微子和anineutrino光谱,以及中性电流的超新星效应的观测将使我们(i)确定太阳中微子的解决方案,(ii)确定的质量等级(正常或倒置)的类型和(iii)探测混合$|U_{e3}|^2$的值低至$10^{-4} - 10^{-3}$。
Observable signatures of enhanced axion emission from protoneutron stars
利用广义相对论一维超新星(SN)模拟方法,研究了质子中子星(PNS)内部π介子诱导反应$π^- + p \rightarrow n + a$引起的轴子辐射增强的可观测特征,重点研究了超新星爆发后的早期演化,预测了前10 s中微子和轴子辐射的时间和光谱特征.π介子作为新的自由度被包含在热的和稠密的物质中。它们的热布居和它们在轴子产生中的作用都被一致地确定为包括由于它们与核子的相互作用而产生的影响。对于广泛的环境条件内遇到的PNS,我们发现,介子诱导的轴子生产占主导地位的核子核子韧致辐射过程。通过不断包括介子的作用,致密物质的状态方程和能量损失,我们的模拟预测强大的可辨别的特征中微子和轴子发射从银河系超新星,可以观察到在地面探测器。对于轴子耦合与当前的界限兼容,我们发现一个显着的抑制与时间的中微子光度在第一个10秒。这表明,从SN 1987 A的中微子信号得出的当前边界可以得到改善,未来的银河系超新星可能会提供更严格的约束。
Spin Flavor Spectral Splits of Supernova Neutrino Flavor Conversions
采用双味单角近似,数值推导了在非平凡中微子磁矩和强磁场存在下超新星中微子味的演化。研究了集体中微子振荡的新性质,并给出了独特的味谱和自旋-味谱分裂模式。最后讨论了中微子磁矩对超新星中微子能谱的影响。
Resolving charm and bottom quark masses in precision Higgs boson analyses
魅夸克和底夸克的质量是精确计算希格斯玻色子可观测量的重要输入,例如它的部分宽度和分支分数。它们构成了理论不确定性的主要来源,需要根据未来的高精度测量更好地理解和减少。传统上,希格斯玻色子的观测值是根据$m_c$和$m_b$计算的,其值是通过对低能数据的多次提取进行平均而获得的。这种方法最终可能是不令人满意的,因为作为单个数字的$m_c$和$m_b$隐藏了在它们的提取中涉及的不确定性的各种来源,其中一些需要更仔细的估计,并且还隐藏了与诸如$α_s$的附加输入的相关性。为了更详细地理解$m_c$和$m_b$在精确希格斯玻色子分析中的不确定性,我们给出了一个用低能观测量计算希格斯玻色子观测量的方法,揭示了不确定性的具体来源,这对希格斯玻色子部分宽度的亚百分位计算提出了挑战.
Damping of supernova neutrino transitions in stochastic shock-wave density profiles
在冲击波传播过程中,超新星中微子的味道转变不仅可以编码物质密度分布的相关信息,还可以编码未知中微子属性的相关信息,例如质量等级(正常或倒置)和混合角θ_13。虽然以前的研究集中在“确定性”的密度分布,我们调查可能的随机物质密度波动的影响,在超新星冲击波的尾迹。特别是,我们研究了小尺度波动对电子(反)中微子生存概率的影响,以及在未来的水切伦科夫探测器的逆β衰变事件的可观察光谱。我们发现,这种涨落,即使是相对较小的振幅,也会对味跃迁模式产生显著的阻尼效应,并且可以部分消除可观测时间谱上的冲击波印记,特别是对于sin ^2(θ_13)> O(10^-3)。
Neutrinos in Extra Dimensions and Supernovae
具有额外空间维度的模型自然地提供了在其中传播的费米子的存在。在4D中,这些中微子被看作是一个由可能与标准模型中微子混合的无菌中微子组成的无限塔。我们认为这种混合的影响,在核心坍缩超新星物理学的背景下。我们表明,潜在的戏剧性的修改超新星演化(通常认为设置非常强大的边界上的额外维度的参数)是防止反馈机制,因此,需要施加更弱的边界。尽管如此,超新星核心的演化是显着修改。我们讨论了与SN 1987a信号的兼容性,并分析了地球上中微子信号的独特特征。
Probing non-standard top-quark couplings via optimal-observable analyses at LHC
基于SU(3)× SU(2)× U(1)六维不变算符构造的有效拉格朗日量,研究了LHC中顶夸克对的产生及其衰变过程.本文对pp -> tt-bar X -> l^+ X'(l=e或mu)中的带电轻子分布进行了最优可观测分析,以估计对这一过程起主导作用的非标准t-bar g和tbW耦合的测量中的预期统计不确定度。
Kinematical Dependence of NLO Corrections to Semi-Inclusive Spin Dependent Observables
我们分析的唯象后果的目标和当前的碎片的贡献,在下一个领先的顺序在半包容性的自旋相关的深度非弹性散射不对称性。
Impact of sterile neutrino dark matter on core-collapse supernovae
我们总结了无菌中微子暗物质对核心坍缩超新星爆炸的影响。我们探讨了可能发生在核心坍缩超新星中的电子中微子或混合$μ-τ$中微子与右手无菌中微子之间的各种振荡。特别是,我们认为不育中微子质量和混合角是一致的不育中微子暗物质候选人,最近的X射线通量测量。我们发现,观测到的3.5 keV的X射线过剩的解释,由于衰变7 keV的无菌中微子,包括100\%的暗物质将几乎没有可观察到的超新星爆炸的影响。然而,在更现实的情况下,由于存在其他无菌中微子口味,WIMP等,衰变的无菌中微子仅占总暗物质密度的一小部分,允许较大的混合角。在这种情况下,7 keV的无菌中微子可能对核心坍缩超新星产生重大影响。我们还考虑了$μ-τ$中微子和惰性中微子的混合。然而,我们发现,这种混合并没有显着改变爆炸,并没有可观察到的影响,在早期的中微子光度。
Probing neutrino mass hierarchies and $ϕ_{13}$ with supernova neutrinos
我们研究了利用未来超新星爆发的中微子来探测中微子质量等级和混合角$ϕ_{13}$的可行性。在分析中采用了一个具有不同$n$的逆幂律密度$ρ\sim r^{n} $作为一个典型的核塌缩超新星的密度轮廓。$ν_{e}$和$\barν_{e}$的生存概率可简化为$n$和$ϕ_{13}$的二维函数。发现在$n-\sin^{2} ϕ_{13}$参数空间中,概率函数的3D图表现出高度非平凡的结构,这些结构对质量层次、混合角$ϕ_{13}$和$n$的值敏感。建立了导致3D图中可观察到的差异的条件。在考虑了$n$的不确定性的基础上,对地球物质效应进行了定性分析。
Systematics analyses on nucleon isovector observables in 2+1-flavor dynamical domain-wall lattice QCD near physical mass
本文分析了RBC+UKQCD 2+1味动力学畴壁费米子格点QCD中某些等矢量核子观测量的可能系统性。主要使用Iwasaki \(\times\) DSDR系综在π介子质量为170 MeV的情况下讨论了矢量荷、轴荷、夸克动量和螺旋度分数以及横度。在矢量荷、夸克动量和螺旋度分数中没有观察到自相关问题。块刀式分析暴露出显着增长的轴向电荷的估计误差与块大小的增加,类似于或大于已知的自相关时间的规范场拓扑电荷。类似的增长也出现在横向。然而,这两个观测值似乎与拓扑荷无关。
Neutrino Non-Standard Interactions via Light Scalars in the Earth, Sun, Supernovae and the Early Universe
中微子与物质在标量场中的非标准相互作用会产生介质依赖的中微子质量,从而改变中微子的振荡几率。产生可观察到的效果需要超轻标量介体。利用量子场论方法,在有限密度和温度下,考虑长程力效应,导出了标量NSI的一般表达式,并讨论了适用于中微子在不同介质(如地球、太阳、超新星和早期宇宙)中传播的各种极限情况.我们还分析了各种地面和空间为基础的实验约束,以及天体物理和宇宙学的约束,这些NSI参数,适用于狄拉克或马约拉纳中微子。通过结合所有这些限制,我们表明,可观察到的标量NSI效应,虽然排除在地面实验中,仍然有可能在未来的太阳和超新星中微子数据,以及宇宙学观测,如宇宙微波背景和大爆炸核合成数据。
New Physics constraints from optimized observables in B -> K*ll at large recoil
B -> K* 11角观测量已成为b->s跃迁的全局模型无关分析的关键成分。然而,随着实验精度的提高,使用理论上干净的数量成为一个关键问题。使用集成在小箱子中的清洁可观测数据的全球分析已经成为现实,为我们探索新物理学开辟了新的篇章。
Neutrino signatures of supernova shock and reverse shock propagation
在核心坍缩的超新星中反弹几秒钟后,冲击波通过了对应于中微子质量差与“大气”中微子共振中微子振荡的密度区域。对绝热性条件的瞬时违反表现在来自未来星系超新星的中微子信号的可观测调制中。除了先前研究过的冲击波传播效应外,当超音速膨胀的中微子驱动风与较慢的早期超新星喷出物碰撞时,会形成反向冲击。这意味着,在某段时间内,中微子通过了两个连续的密度不连续性,导致平均中微子能量作为时间的函数出现“双下降”特征。我们研究了这种效果的分析和数值计算,发现它允许一个跟踪的位置的前向和反向冲击。我们表明,能量依赖的中微子转换概率允许一个检测振荡,即使不同的中微子口味的能谱是相同的,只要通量不同。如果π混合角是“大的”(sin^2θ_{13} \gg 10^{-5}),这些特征在反转中微子的\bar ν_e信号和正常中微子质量等级的ν_e信号中都可以观察到。
Neutrino flavour as a test of the explosion mechanism of core-collapse supernovae
我们研究了中微子-质子弹性散射与逆β衰变事件计数的比值,该比值可以在JUNO这样的闪烁探测器中测量,作为识别星系核坍缩超新星爆炸机制的关键观测值。如果超新星不是由核心提供动力,由中微子引起的热核爆炸,那么一个长期的吸积占主导地位的中微子光度的预测。使用1D数值模拟,我们表明,不同的中微子爆发的味道组成可以在朱诺测试具有很高的意义,克服理论上的不确定性的祖星配置文件和状态方程。
Neutrino mass ordering from the next Galactic supernova at DUNE, HK, and JUNO
研究利用银河系超新星的中微子信号,通过中子化爆发和吸积相上升时间两个观测量,结合DUNE、HK和JUNO探测器,实现中微子质量顺序的高显著性区分。
Supernova SN1987A Bound on Neutrino Spectra for R-Process Nucleosynthesis
核心坍缩超新星中的中微子驱动风是r过程核合成的一个有吸引力的场所。风中的电子分数$Y_e$取决于可观测到的中微子能量和光度。平均反中微子能量受超新星SN 1987A数据的限制,而轻子数守恒限制了反中微子与中微子光度的比值。如果风中的$Y_e$适合于快速中子俘获核合成,那么电子中微子的平均能量可能会比目前超新星模拟中预测的要低得多,或者可能会有新的中微子物理学,如无菌中微子的振荡。
Comprehensive Analyses of the Neutrino-Process in the Core-collapsing Supernova
本文通过两种流体动力学模型和中微子光度模型,系统分析了核心坍缩超新星中微子过程中自相互作用、激波和物质效应对轻核与重核丰度的影响,发现中微子自相互作用是关键因素,且正常质量层次更符合陨石数据。
Supernova Neutrino Detection
一颗核心坍缩的超新星将产生一个巨大的中微子爆发,其能量范围在几十兆电子伏。对附近核心坍缩中微子爆发的味道、时间和能量结构的测量将为许多物理学和天体物理学问题提供答案。从过去的宇宙超新星中遗留下来的中微子也是可以观测到的,它们的探测将提高对核心坍缩率和平均中微子发射的认识。本文介绍了核坍缩中微子探测的实验技术,以及当前和未来探测器的灵敏度。
Signatures of collective and matter effects on supernova neutrinos at large detectors
我们计算预期的银河超新星中微子信号在大型下一代地下探测器。在爆炸后的不同时期,初级通量可以有很大的不同。对于这些主要的中微子通量,集体中微子味转换引起的光谱分裂可以出现在中微子和反中微子通道的质量等级。我们根据这些分裂的性质和数量对通量模型进行分类,并计算了在地球上可观测到的电子中微子和电子反中微子光谱,同时考虑到随后的物质效应。我们发现,一些光谱分裂可能会发生足够接近的峰值能量产生显着的扭曲,在可观察到的SN中微子信号。这种效应最显著的特征是与地球物质穿越相关的特殊能量依赖调制的存在,仅存在于由光谱分裂划分的SN中微子能谱的部分中。这些签名在拟议的大型水切伦科夫,闪烁,和液体氩探测器可以提供线索的主要SN中微子通量,以及中微子质量层次和混合角theta_{13}。
Neutrino signatures of supernova turbulence
在核心坍缩超新星爆炸的第一秒,在激波阵面后面发展的对流被认为在爆炸机制中起着至关重要的作用。我们证明,由此产生的湍流密度波动可以直接观察到的中微子信号开始在t>~ 3-4秒后的爆发。这一效应来自于湍流密度波动对垃圾风味转化的调制。我们推导出一个简单的和一般的标准,中微子味去极化的Kolmogorov型湍流,并将其应用到现代数值模拟中看到的湍流。湍流投下了一个“阴影”,使其他功能,如冲击波阵面,在湍流覆盖的密度范围内不可观察。
Effect of Transition Magnetic Moments on Collective Supernova Neutrino Oscillations
研究了Majorana跃迁磁矩对II型超新星爆发核内中微子和反中微子味演化的影响。我们发现非平凡的集体振荡效应与中微子和反中微子的不同口味,即使一个限制的讨论马约拉纳过渡电磁矩的值是不是比那些预期的大得多,从标准模型相互作用和非零中微子马约拉纳质量。据我们所知,这似乎是唯一可能观察到的现象敏感的马约拉纳过渡磁矩值如此之小。我们简要地评论狄拉克跃迁磁矩的影响和我们的结果的后果,为未来的观测不同口味的中微子通量从附近的超新星爆炸。
Unbinned multivariate observables for global SMEFT analyses from machine learning
本研究开发了开源框架ML4EFT,结合机器学习回归与分类技术构建非分箱多元观测量,将其整合到全局SMEFT拟合中,有效避免了分箱导致的信息丢失,显著提升了对理论参数的灵敏度与约束力。
Signatures of Supernova Neutrino Oscillations into Extra Dimensions
我们考虑在核心坍缩超新星物理学的背景下,在额外的维度传播的μ介子和τ中微子与不育费米子场的混合,扩展了在以前的工作中所做的电子中微子的情况下的分析。我们表明,潜在的戏剧性的修改超新星演化的反馈机制,以防止,因此,没有严重的额外维度的参数的界限需要强加。尽管如此,超新星核心的演化是显着修改。我们讨论了延迟爆炸机制的后果和与SN 1987A信号的兼容性。然后,对于nu_{mu,tau}和nu_e与体费米子混合的情况,我们分析了地球上信号的不同特征。
Supernova neutrino oscillations: A simple analytical approach
分析可观测的超新星中微子振荡效应需要计算沿给定超新星物质密度分布的电子(反)中微子存活概率P_ee。基于交叉概率的双指数形式和绝热性最大破坏的概念,我们提出了一个简单的分析公式。在两味过渡的情况下,处方示出准确地再现,在整个中微子振荡参数空间中,精确的数值计算的结果为通用(现实或幂律)的配置文件。分析方法,然后推广到涵盖三味过渡(直接或逆)质谱层次,并将地球物质的影响。为实际计算提供了简洁的解析表达式,明确地显示了P_ee的对称性。
New analyses of event shape observables in electron-positron annihilation and the determination of $α_s$ running behavior in perturbative domain
本文利用最大保形原理(PMC)对电子正电子湮没中的事件形状观测量进行了全面的分析。PMC是一种严格的标度设定方法,它可以消除微扰QCD预言中的重整化方案和标度模糊性。传统的重整化尺度和事件形状观测量的理论不确定性通常通过将尺度设置为质心能量$\sqrt{s}$来评估。使用这种传统的尺度设置的事件形状分布受到大的重整化尺度不确定性的困扰,并低估了实验数据。此外,由于重整化尺度被简单地固定到质心能量$\sqrt{s}$,因此仅可以提取单个尺度$\sqrt{s}$下的耦合$α_s$的一个值。相反,PMC重整化尺度是通过吸收非共形的$β$贡献来确定的,这些贡献通过重整化群方程(RGE)来控制运行耦合的行为。由此产生的PMC尺度随着事件形状运动学而变化,反映了底层夸克和胶子过程的虚拟性。因此,PMC尺度产生正确的物理行为的规模和PMC的预测同意精确的事件形状分布在LEP实验测量。更重要的是,我们可以精确地确定运行的QCD耦合常数$α_s(Q^2)$在一个广泛的$Q^2$微扰域从事件的形状分布测量在一个单一的质心能量$\sqrt{s}$。
Detection of Supernova Neutrinos
核心坍缩超新星的中微子爆发不仅可以提供关于恒星爆炸机制和原中子星冷却机制的信息,而且还可以提供关于中微子的内在性质如味振荡的信息。一个重要的问题是了解在观测单个超新星时,超新星和中微子物理学能在多大程度上解耦。本文描述了目前和未来大型地下中微子探测器的能力,以产生有关未来银河系超新星的时间和味道相关的中微子信号的信息。来自过去宇宙超新星的中微子也是可观测的,它们的探测将提高我们对核心坍缩率和平均中微子发射的认识。不同的实验技术之间的比较。
A dynamical collective calculation of supernova neutrino signals
我们提出的第一个计算与三种口味的集体和冲击波效应的中微子在核心坍缩超新星的传播使用流体动力学密度分布和S矩阵形式主义。我们探讨了中微子-中微子相互作用和多重共振对超新星观测中正电子时间信号的影响之间的相互作用。一个特定的签名被发现的倒置的层次结构和一个大的第三中微子混合角,我们预测,在这种情况下,在切伦科夫探测器中的中微子信号和有价值的信息的同时启示的原始通量的中途缺乏较低能量的正电子。我们表明,这一功能也是观察到当前一代中微子探测器在几个西格玛的水平。
What can we learn on supernova neutrino spectra with water Cherenkov detectors?
我们调查的精度与超新星中微子光谱可以重建水切伦科夫探测器,特别是大规模的超神冈和超级神冈。为了这个目的,我们考虑准热中微子光谱修改的Mikheev-Smirnov-Wolfenstein效应的情况下正常的顺序。我们进行了三个9自由度的似然分析,包括第一次逆β衰变,然后逆β衰变和弹性散射的电子和最后的第三个分析,也包括中性散射中微子-氧事件的组合。第十个参数被添加到分析中,以解释中性流中微子-氧截面的理论不确定性。在假设Hyper-Kamiokande效率为100%的条件下,我们可以分别以$\sim2\%$和$\sim7\%$ %的精度重建电子反中微子平均能量和箍缩参数,而反中微子积分亮度可以被钉扎在$\sim3\%$ %的水平上.对于μ介子和τ中微子,平均能量和积分亮度可以用$\sim7\%$精确测量。这些结果代表了一个显着的改善方面超级神冈,特别是对箍缩参数定义的电子反中微子光谱。至于电子中微子,发射参数的测定需要增加辅助探测通道。
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。
Neutrinos from Diffuse Supernova Background
本文介绍漫射超新星中微子背景(DSNB)的计算要素、当前实验限制与线索,指出其探测在即,可揭示超新星种群及黑洞形成速率等信息。
Probing the Structure of Jet Driven Core-Collapse Supernova and Long Gamma Ray Burst Progenitors with High Energy Neutrinos
高能中微子的到达时间编码了关于其来源的信息。我们证明了在相对论喷流中中微子发射的起始时间的能量依赖性可以用来提取有关超新星/伽马射线暴祖先结构的重要信息。我们研究了不同超新星和伽马射线暴的祖先,包括红色和蓝色的超巨星,氦核,沃尔夫-拉叶星,和化学均匀的恒星,具有各种质量和金属丰度的能量和时间的依赖性。对于扼流射流,我们计算的截止可观察到的中微子能量取决于半径的射流是失速。此外,我们展示了如何使用这种能量和时间依赖性来识别和区分祖细胞,少至一个或两个观察到的事件,在有利的条件下。
Supernova neutrino three-flavor evolution with dominant collective effects
在具有代表性的三味方案中,研究了一颗核塌缩星系超新星的中微子和反中微子通量,该方案具有倒置的质量等级和微小的1-3混合。初始风味演变是由集体自相互作用的影响,这是计算在一个完整的三个家庭的框架沿平均径向轨迹。在考虑的整个时间跨度(t=1-20秒),中微子和反中微子光谱分裂出现在能源领域的最后,可观察到的通量的主导功能。一些次要或不可观察的三族特征(例如,与μ-τ-离子风味部分相关)也进行了讨论。主要结果可用于特定探测器的SN事件率模拟。
Timing and Multi-Channel: Novel Method for Determining the Neutrino Mass Ordering from Supernovae
在标准的三味中微子振荡范式中,剩下的几个未知数之一是中微子质量的排序。在这项工作中,我们提出了一种新的方法来确定中微子质量排序使用的时间信息的早期超新星中微子事件。在核心坍缩的超新星中,中微子比反中微子更早产生,并且取决于影响绝热味演化的质量排序,可能导致$ν_e$检测通道中比其他通道更早的可观测信号。因此,时间差对批量排序很敏感。我们发现,使用的时间信息检测的第一个星系超新星事件在未来的探测器,如DUNE,JUNO和超神冈,质量排序已经可以确定在$\sim 2 σ$ CL,而$\mathcal{O}(10)$事件足以发现。我们的方法不需要很高的统计数据,可以用于超新星早期预警系统(SNEWS),它将有机会获得一些探测器记录的早期超新星中微子事件的时间信息。本文提出的方法还暗示了质量排序和定位超新星的三角测量方法之间的重要相互作用。
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