Gravitational-Wave Signatures of Nonstandard Neutrino Properties in Collapsing Stellar Cores
Academia Sinica（中央研究院）；Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Fukuoka University（福冈大学）；University of Wroclaw（弗罗茨瓦夫大学）
通过引力波探测非标准中微子性质及其对原中子星对流的影响
2026-01-15 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Effects of nonstandard neutrino self-interactions and magnetic moment on collective Majorana neutrino oscillations
在考虑标量和赝标量非标准中微子自相互作用的情况下，导出了描述具有跃迁磁矩的Majorana中微子集体振荡的有效哈密顿量.使用这个哈密顿量，我们分析了新的味道集体振荡的核心坍缩超新星环境中，打开一个小的，但非零的中微子磁矩的存在下，不稳定通道。事实证明，与文献中的某些权利要求相反，在最小扩展的标准模型（即，没有NSSI），在线性序中没有新的不稳定性出现，它们也不会在中微子味能谱中产生任何可观察到的特征，至少对于达到$10^{-15}~μ_{\text{B}}$的磁矩和$10^{12}~$高斯级的相当现实的场来说是这样。另一方面，在NSSI的存在下，新的快和慢不稳定性混合中微子和反中微子出现，这显示在光谱中，即使是微小的磁矩的顺序为$10^{-24}~μ_{\text{B}}$，导致相当大的扭曲的光谱和非标准的光谱分裂。我们研究集体振荡的灵敏度，这些，NSSI引起的不稳定性的详细信息，并讨论了可观测性的NSSI耦合触发它们。
2021-01-15 hep-ph hep-th
Angular instabilities of a homogeneous neutrino gas from (pseudo)scalar nonstandard self-interactions
我们证明了在存在（赝）标量四费米子非标准相互作用的情况下，置于强磁场中的均匀各向同性的Majorana中微子气体可以表现出混合两种中微子螺旋度的角味不稳定性（即，"中微子-反中微子“不稳定性）。这种不稳定性在质量等级倒置和中微子数密度高的情况下最为明显;同时，本发明还公开了一种用于该方法的装置，利用线性稳定性分析方法研究了中微子-反中微子模的性质，并对具有V-A和（赝）的振荡中微子气体的后期性质进行了数值模拟分析。标量相互作用后一种分析揭示了中微子的混沌、“热化”的晚期状态的三个阶段：随着一个SO（3）对称性被V-A相互作用破缺的低密度阶段和一个对称的高密度阶段，另一个旋转对称性破缺的（伪）标量诱导阶段出现了。这些阶段可以通过（反）中微子味道的平均后期概率和/或中微子与反中微子的比率来区分，后者是（伪）标量阶段的关键量。因此，我们表明，从超新星观测这些量可能会对（伪）标量非标准中微子相互作用提出新的约束。
2021-08-30 hep-ph hep-th
Self-induced suppression of collective neutrino oscillations in a supernova
我们调查集体味振荡的超新星中微子在爆炸的后期阶段。我们首先表明，经常使用的单角度（平均耦合）近似预测振荡接近，甚至可能在中微子层内，可能使基本的中微子输运范式无效。幸运的是，我们还发现，单角近似在这种情况下崩溃;在完整的多角计算中，振荡安全地开始于输运区域之外。新的抑制效应被追溯到中微子-中微子相互作用中的色散和真空振荡项之间的相互作用。
2011-04-20 astro-ph.SR hep-ph
New Supernova Constraints on Vector-Mediated Neutrinophilic Dark Sector
Washington University（华盛顿大学）；Reed College（里德学院）；New York Institute of Technology（纽约理工学院）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
利用超新星冷却现象，研究中微子ophilic暗物质与媒介粒子的非标准相互作用，通过分析超新星中中微子密度高这一特性，提出新的约束条件，对中微子-暗物质相互作用的有效耦合系数提供五数量级的改进。
2026-09-17 astro-ph.HE hep-ph
Oscillation-Independent Probes of Neutrino Non-Standard Interactions from Supernovae
San Francisco State University（旧金山州立大学）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；New York University（纽约大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构（KEK））；Institute of Particle and Nuclear Studies (IPNS), High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构粒子与核研究研究所（IPNS，KEK））；Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学（SOKENDAI））；The University of Tokyo（东京大学）
利用不同探测器的中性电流信号，独立探测中微子非标准相互作用，突破传统限制，扩展参数空间。
2026-06-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Impact of eV-mass sterile neutrinos on neutrino-driven supernova outflows
最近的提示，从反应堆异常的无菌中微子的动机，我们研究了积极的无菌转换在一个三味的情况下（2个活动+1无菌家庭）的三个不同的代表性时间在中微子冷却演化的原中子星出生在一个电子捕获超新星。在我们的“早期模型”（反弹后0.5 s）中，由Δ m^2=2.35 eV^2驱动的nu_e-nu_s MSW效应由普通物质主导，并导致一个完整的nu_e-nu_s交换，几乎没有或根本没有集体味振荡的痕迹。在我们的“中间”（2.9秒p.b.）和“后期型号”（6.5秒p.b.），中微子本身显著地改变了nu_e-nu_s物质效应，并且，特别是在晚期模型中，nu_nu折射强烈地降低了物质效应，在很大程度上抑制了整体nu_e-nu_s MSW转换。这一现象在以往对活跃-惰性超新星中微子振荡的研究中还没有报道。我们总是考虑由于中微子振荡对电子分数Y_e的反馈效应。在所有的例子中，Y_e都减少了，因此，无菌中微子的存在可能会影响超新星喷出物中重元素形成的条件，即使可能不会使所研究的电子捕获超新星流出物中的r过程成为可能。中微子-中微子折射的影响很强，但很复杂，这就留下了一种可能性，即通过更完整的处理，或者对于其他超新星模型，活跃-惰性中微子振荡可以产生适合r过程的条件。
2012-01-09 astro-ph.SR hep-ph
Appearance of neutronization peak and decaying supernova neutrinos
非辐射中微子衰变，这是不令人满意的约束，可能会显着改变检测到的银河系超新星爆炸的中微子信号。我们着重讨论了在时间剖面中由于中子化爆发而出现的尖峰现象;如果在中微子层产生并在恒星表面变成ν_{2，3}的原始ν_e衰变为较轻的反中微子态，如与\bar ν_e耦合的\bar ν_{1，2}，就会出现这种现象。这是由于中子化爆发的特征对所有数值模拟都是共同的。因此，在\bar ν_e信号中出现的中子化峰，如果被探测到的话，将清楚地表明中微子的非标准性质。利用一个新发展的公式，包括超新星包层内的味转换和中微子在真空中传播过程中的衰变，我们计算了中微子在探测器上的预期信号，三个模的寿命τ_{12}，τ_{13}和τ_{23}被取为自由参数。我们进一步引入简单的数量，这代表了一个峰的时间轮廓和光谱硬度的锐度，并调查这些量的参数依赖性。结果发现，它们非常依赖于相关参数，但使用超级神冈探测器获得的信号来区分模型是相当困难的;未来的兆吨级探测器将具有足够的灵敏度。我们还比较了中微子衰变模型与另一种机制，即，共振自旋-味道转换，这也可以给出中子化峰的出现，并得出结论，这两个独立的机制给出不同的信号，并且可以将一个与另一个区分开。
2004-07-21 astro-ph hep-ph
Measuring neutrino masses with supernova neutrinos
提出了一种研究中微子质量对超新星中微子信号影响的新方法。该方法完全依赖于中微子事件的完整统计分析，它独立于天体物理学假设，并且不需要观察任何额外的现象来追踪中微子到达时间的可能延迟。SuperKamiokande可以收集数千个事件的统计数据，可以探索质量略低于1eV的中微子。
2004-01-30 astro-ph hep-ph
Turbulent Supernova Shock Waves and the Sterile Neutrino Signature in Megaton Water Detectors
研究了百万吨级水切伦科夫探测器中超新星中微子信号中的不育中微子的特征。由于冲击波的振荡概率的急剧变化所出现的中微子信号的时间依赖性调制被证明是一个吸烟枪的存在无菌中微子。这些调制，甚至整个中微子振荡信号被发现是不同的情况下，只有三个活跃的中微子和的情况下，有额外的不育物种与活跃的中微子混合。湍流的影响被考虑在内，它被发现的冲击波的效果，而修改，仍然显着和可测量的。因此，水探测器中的超新星中微子信号可以明确地证明无菌中微子的存在，灵敏度超过了陆地中微子实验。此外，由于冲击波引起的信号随时间的调制可以用来追踪超新星内部冲击波的演化。
2007-03-08 hep-ph
Exploring the sub-eV neutrino mass range with supernova neutrinos
提出了一种研究中微子质量对超新星中微子信号影响的新方法。该方法完全依赖于中微子事件的完整统计分析，它独立于天体物理学假设，并且不需要观察任何额外的现象来追踪中微子到达时间的可能延迟。该方法的灵敏度的亚eV中微子质量范围内，定义为在95%c.l.解纠缠的能力。案例$m_ν=1$ eV从$m_ν=0$，是通过分析一组合成中微子样品，根据可以检测到的信号，在超级神冈模拟测试。对于银河系中心的超新星来说，成功率超过50%。有人认为，未来的银河系超新星产生数千个逆$β$衰变可能提供足够的信息来探索中微子质量范围略低于1 eV。
2004-01-30 astro-ph hep-ph
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。
2004-09-30 astro-ph hep-ph
Neutrino emission in neutron matter from magnetic moment interactions
中微子发射驱动中子星在其诞生后的最初几百年冷却。考虑到这个过程的低能量（$\sim$ keV）性质，人们预计很少有非标准粒子物理学的贡献会影响这个速率。由于任何新的物理贡献都必须涉及光的自由度，因此影响冷却过程的可能候选者之一就是中微子的非零磁矩。为了说明这一点，我们计算了光子-中微子磁矩耦合下中子-中子散射中中微子对韧致辐射的发射率。我们还提出了类似的微分速率中微子散射的核子和电子，确定中微子不透明的超新星。采用当前的上限从对撞机实验的τ磁矩，我们发现，中微子发射率可以超过率通过中性电流电弱相互作用的一个因素2，信号的重要性，新的粒子物理输入到一个标准的计算相关的中子星冷却。然而，中微子磁矩的天体物理学界限意味着较小的影响。
2004-02-12 astro-ph hep-ph nucl-th
Paleo-Detectors for Galactic Supernova Neutrinos
古探测器是一种被提议的实验技术，人们将在古老的矿物中寻找反冲核的痕迹。地球上的天然矿物与$\mathcal{O}(1)\,$ Gyr一样古老，在许多矿物中，反冲核留下的破坏痕迹也保存了比1 Gyr更长的时间尺度。因此，即使读出100 g量级的相对较小的目标样本，由于大的曝光量$\varepsilon \sim 100\,{\rm g}\,{\rm Gyr} = 10^5\,{\rm t}\,{\rm yr}$，古探测器也将允许人们搜索非常罕见的事件。在这里，我们探讨了潜在的古探测器来测量核反冲引起的中微子从银河系核心坍缩超新星。我们发现，它们不仅可以直接测量银河系中的平均核心坍缩超新星速率，而且还包含有关过去$\sim$ 1 Gyr的局部超新星速率随时间变化的信息。由于超新星爆发率被认为与恒星形成率成正比，这样的测量将提供一个确定当地恒星形成历史的方法。我们调查的灵敏度古探测器的平滑的时间演化和增强的核心坍缩超新星率在相对较短的时间尺度上，预计在当地组的星爆期间。
2020-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
