Neutrino non-radiative decay and the diffuse supernova neutrino background
我们重新审视中微子经历非辐射衰变的可能性。我们调查的潜力，从弥漫超新星中微子背景中提取中微子的寿命质量比的信息。为了这个目标，我们明确地考虑了目前的不确定性的核心崩溃的超新星率和失败的超新星的分数。我们提出的预测，在一个完整的3中微子框架中的中微子非辐射衰变的存在和不存在的情况下，超级神冈+Gd，JUNO，超级神冈，和DUNE实验，应该观察弥漫的超新星中微子背景在不久的将来。我们的研究结果表明，中微子衰变的3中微子治疗的重要性，并确定中微子质量排序，以打破可能的衰变和标准物理的存在下DSNB预测之间的简并。
2023-01-06 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Extending the susy model to core-collapse supernovae
热核超新星和核心坍缩超新星的两个标准模型的一个显著特点是，尽管这两个模型在本质上是不同的，但各自的超新星类型有着非常相似的速率和外观。例如，这两种类型在每个典型星系中每世纪都会出现一到几次，并且这两种类型都为宇宙提供了生命所必需的重元素。尽管如此，这两个标准模型都没有提供一个合理的无问题的描述其目标现象。提供超新星统一图像的一个主要障碍似乎是这样一个事实，即Ia型超新星通常在碳聚变停止后的十亿年延迟时间内发生，而核心坍缩爆炸仅在这种聚变停止后几天发生。在这篇文章中，我们研究的可能性，扩展成功的超对称模型Ia型超新星的核心崩溃事件。问题是，是否以及在什么样的假设下，一个相变到一个精确的超对称背景可以有效地解释Ia型和核心坍缩超新星。
2019-09-02 astro-ph.HE hep-ph
Probing secret interactions of eV-scale sterile neutrinos with the diffuse supernova neutrino background
质量在eV尺度的惰性中微子和$θ_0\simeq 0.1$级的大混合可以解释短基线中微子振荡数据中发现的一些异常。在这里，我们重新审视中微子门户的情况下，eV尺度的不育中微子通过一个新的规范矢量玻色子$ϕ$的自相互作用。它们在早期宇宙中通过与活动中微子混合而产生，可以被无菌区的诱导有效势抑制。我们研究了不同的宇宙学观测如何约束这个模型，在新的规范玻色子，$M_ϕ$，和它的耦合到不育中微子，$g_s$的质量。然后，我们将探讨如何探测这个特定模型的允许参数空间的一部分与未来的观测扩散超新星中微子背景的超神冈和DUNE探测器。对于$M_ϕ\sim 5-10$ ~keV和$g_s \sim 10^{-4}-10^{-2}$，在宇宙学约束条件允许的情况下，我们发现扩散的超新星中微子在到达地球的途中与残余的不育中微子相互作用会导致中微子谱的显著下降，这将在这些探测器上观察到的事件谱中产生独特的特征。
2018-05-30 astro-ph.HE hep-ph
Flavor Triangle of the Diffuse Supernova Neutrino Background
虽然银河系核心坍缩超新星（SNe）每世纪只发生几次，但每小时都有大量的爆炸发生在整个宇宙中，以中微子的形式释放能量，导致弥漫性超新星中微子背景（DSNB）。DSNB尚未被发现，但掺杂钆的Super-Kamiokande预计将在未来几年内产生第一个具有统计学意义的观测结果。由于核心坍缩产生的中微子在传播到地球的过程中经历了混合，因此检测到的味道含量是对振荡物理学的一个测试。在本文中，我们估计预期的DSNB数据在DUNE，Hyper-K和JUNO实验时，结合所有不同的中微子口味是敏感的。我们确定如何以及DSNB的味道内容将在未来重建，米赫耶夫-斯米尔诺夫-沃尔芬斯坦（MSW）的情况下，以及中微子衰变的情况。味道空间的很大一部分将被排除在外，但重轻子中微子通量仍然是一个挑战。
2021-05-18 astro-ph.HE hep-ph
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。
2018-11-27 astro-ph.HE hep-ph
Shock Revival in Core-collapse Supernovae Assisted by Heavy Axion-like Particles
类轴子粒子（Axion-like particles，ALP）是一类假想的赝标量粒子，它们与普通物质的相互作用很弱。核心坍缩超新星的热等离子体是探索包括ALP在内的标准模型之外的物理学的可能实验室。一旦产生，一些ALP可以被超新星物质吸收并影响能量转移。在这项研究中，我们计算了核心坍缩超新星的ALP发射和超新星动力学的反反应一致。结果表明，当ALP与光子的耦合强度达到g_{ag} ~10^{-9} GeV^{-1}，ALP质量为40-400 MeV时，失速的反弹激波可以复活.大多数模型导致比平均观测到的超新星更高能量的爆炸。虽然这可以用于对这些ALP施加约束，但需要进一步研究跨多个祖细胞的长期模拟，以施加稳健的限制。
2022-02-22 astro-ph.HE hep-ph
Core-collapse supernovae stymie secret neutrino interactions
超新星核心中中微子之间超越标准模型的相互作用-- { \it秘密相互作用} --可能会阻止激波的复活，阻止超新星爆炸。此外，如果前往地球的超新星中微子与遗迹中微子发生秘密相互作用，到达地球的中微子爆发可能会在能量上向下散射，低于检测阈值。我们通过超新星中微子探测秘密的中微子相互作用，并将我们的发现应用于超新星SN 1987 A。我们把最严格的边界上的味道普遍的秘密相互作用发生通过一个新的调解人与质量之间的10兆电子伏和1 GeV。
2021-04-25 astro-ph.HE hep-ph
Multi-energy diffuse neutrino fluxes originating from core-collapse supernovae
Department of Physics, Tohoku University（东北大学）
本研究通过核心塌缩超新星的特征，连接热MeV尺度中微子与非热高能中微子模型，探讨其在深入探索恒星物理方面的潜力。
2026-02-21 astro-ph.HE
Core-Collapse Supernovae, Neutrinos, and Gravitational Waves
核心坍缩超新星是最具能量的宇宙灾难之一。它们是巨大的中微子发射体，很可能是引力波的强星系源。对下一颗银河系或近河外核心坍缩超新星的中微子和引力波的观测将产生大量关于爆炸机制的信息，也会产生关于祖星的结构和角动量的信息，以及基础物理学方面的信息，如高密度和低熵下核物质的状态方程。在这篇对2012年中微子会议论文集的贡献中，我们总结了核心坍缩超新星的理论理解和建模方面的最新进展。在这方面，我们的重点是多维过程中涉及的爆炸机制，如中微子驱动的对流和常设吸积激波不稳定性。作为一个例子，如何超新星中微子可以用来探测基础物理，我们讨论了如何在探测器中观察到的电子反中微子通量的上升时间可以用来探测中微子质量层次。最后，我们列出了核心坍缩超新星的中微子和引力波特征的各个方面，并讨论了下一个星系核心坍缩超新星的中微子和引力波数据的联合分析的力量。
2012-12-18 astro-ph.HE hep-ph
Unveiling Neutrino Nature with the Diffuse Supernova Background
Università del Salento（萨莱诺大学）；INFN-Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Lecce（意大利国家核物理研究所莱切分部）；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）
该研究提出利用弥散超新星中微子本底（DSNB），结合Hyper-Kamiokande与JUNO的20年联合观测，可在特定条件下揭示中微子是狄拉克型还是马约拉纳型的本质。
2026-08-18 astro-ph.HE hep-ph
Probing secret interactions of eV-scale sterile neutrinos with the diffuse supernova neutrino background
虽然有三种“活跃”中微子与误差条内的混合角结果一致，但有一些异常可能是超出标准模型的物理学暗示，该模型可以容纳第四种主要是“无菌”的中微子物质，其质量为eV级，混合角为$θ_0\simeq 0.1$级的活跃中微子。我们描述了一个eV尺度的不育中微子的情况下，通过一个新的规范矢量玻色子，一个“秘密”的调解人$ϕ$的自相互作用。我们表明，它们的生产在早期宇宙通过混合与活跃的中微子是一致的大爆炸核合成和自由流的限制在宇宙微波背景时代。对于keV的$M_ϕ=4-8$和无菌中微子耦合$g_s=10^{-4}$，我们发现扩散的超新星中微子与在向地球传输过程中残留的无菌中微子的共振相互作用会引起中微子通量的光谱下降。我们说明了相应的（反）中微子事件分布作为一个功能的能量在DUNE（超神冈）探测器。
2020-12-10 astro-ph.HE hep-ph
Exploring the Fate of Stellar Core Collapse with Supernova Relic Neutrinos
大质量恒星的核塌缩导致不同物理因素的不同命运，从而产生不同的中微子谱。我们把超新星遗迹中微子作为研究恒星坍缩命运的探针。基于不同的核状态方程，我们给出了星核坍缩后三种合成态的SRN通量和事件率谱：典型质量的中子星、更高质量的中子星或形成黑洞的失败超新星。然后，可能的SRN焊剂形成为三种组分的混合物。我们还显示了预期的灵敏度在下一代水基切伦科夫探测器，SK-Gd和超神冈，作为约束的混合分数。该研究为利用SRN测量数据提取天体物理约束提供了一个实例。
2022-09-26 astro-ph.HE hep-ph
Bounds on axion-like particles from the diffuse supernova flux
所有过去的核心坍缩超新星（SNe）的类轴子粒子（ALP）的累积发射将导致能量为${\mathcal O}(50)$ MeV的扩散通量。我们用它来约束具有耦合光子和核子的ALP。仅与光子耦合的ALP在SN核心中通过Primakoff过程产生，然后在银河磁场中转化为伽马射线。利用费米-LAT望远镜观测到的漫射伽马射线通量的最新测量结果，我们为$m_a \lesssim 10^{-11}~{\rm eV}$设定了一个$g_{aγ} \lesssim 5 \times 10^{-10}~{\rm GeV}^{-1}$的边界。然而，如果ALPs也与核子耦合，由于ALPs核子-核子韧致辐射过程，它们在SN中的产生速率可以大大提高。假设最大的ALP-核子耦合现象允许，对扩散的伽玛射线通量的边界导致一个更强的$g_{aγ} \lesssim 6 \times 10^{-13}~{\rm GeV}^{-1}$相同的质量范围。如果ALP比$\sim$ keV重，则衰变为光子的过程变得很明显，再次导致扩散的伽马射线通量。在仅光子耦合的情况下，我们发现，例如，$m_a \sim 5~{\rm keV}$的$g_{aγ} \lesssim 5 \times 10^{-11}~{\rm GeV}^{-1}$。考虑到与核子的（最大）耦合，对于$m_a \sim 20~{\rm MeV}$，极限提高到$g_{aγ…
2020-12-02 astro-ph.HE hep-ph
The Diffuse Supernova Neutrino Background
MeV范围内的漫射超新星中微子背景（DSNB）代表了宇宙中微子的累积发射，主要是由于核心坍缩超新星。我们估计不同的恒星形成率密度（SFRD）模型的DSNB通量。我们发现，使用Fermi-LAT Collaboration等人（2018）的SFRD估计的DSNB通量明显高于使用Madau & Fragos（2017）的SFRD估计的通量（$\approx$ 32 $\%$）。这描绘了DSNB通量和SFRD估计之间的灵敏度，这表明未来对DSNB的检测可以用作约束SFRD的有价值的工具。
2020-01-15 astro-ph.HE
Impacts of Black-Hole-Forming Supernova Explosions on the Diffuse Neutrino Background
本文评估成功爆发且形成黑洞的超新星对DSNB通量与探测率的贡献，发现长期回落可使Hyper-Kamiokande预期事例率最多提高至两倍并缩短探测时间。
2024-10-27 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Intensity Interferometry: Measuring Proto-neutron Star Radii During Core-Collapse Supernovae
强度干涉测量法是一种用于测量源的大小的技术，其范围从重离子碰撞中形成的夸克-胶子等离子体到恒星的半径。我们研究使用相同的技术来测量原中子星（PNS）半径与中微子信号接收的核心坍缩超新星。使用一个完整的波包分析，包括中微子质量的第一次，我们得出的标准的效果可以预期提供所需的信号，并发现中微子从下一个银河系超新星应该包含可提取的PNS半径信息。
2017-11-01 astro-ph.HE hep-ph
Towards Probing the Diffuse Supernova Neutrino Background in All Flavors
要完全了解一般的核心坍缩超新星，需要探测所有类型的弥漫性超新星中微子背景（DSNB）。虽然DSNB $\barν_e$通量接近检测，并且DSNB $ν_e$通量具有良好的上限和改进的前景，但是DSNB $ν_x$（每种$ν_μ, ν_τ, \barν_μ, \barν_τ$）通量具有差的极限，并且迄今为止没有用于改进灵敏度的明确途径。我们表明，一系列基于氙的暗物质探测器-XENON 1 T（完成），XENONnT/LUX-ZEPLIN（运行）和DARWIN（建议）-可以显着提高对DSNB $ν_x$中微子核相干散射通道的灵敏度。XENON 1 T可以匹配每种$ν_x$风味的$\sim 10^3 \; \mathrm{cm}^{-2}~\mathrm{s}^{-1}$的当前灵敏度，XENONnT/LUX-ZEPLIN将具有灵敏度随暴露的线性改善，并且长时间运行的DARWIN可以达到$\sim 10 \; \mathrm{cm}^{-2}~\mathrm{s}^{-1}$的通量灵敏度。总之，这些也将有助于大大改善非标准情景的界限。最终，要达到$\sim 1 \; \mathrm{cm}^{-2}~\mathrm{s}^{-1}$的标准通量范围，甚至需要更大的曝光量，我们表明，这可能是一系列拟议的铅基RES-NOVA探测器。
2022-01-25 astro-ph.HE hep-ph
Diffuse neutrino supernova background as a cosmological test
未来对弥散中微子超新星背景的探测和测量将揭示宇宙中超新星事件的速率，恒星形成速率和每个超新星的中微子光谱。关于这些测量将告诉我们宇宙的膨胀历史，人们说得很少。本文的目的是表明，弥漫超新星中微子背景的检测将是一个补充工具的研究和可能的宇宙学模型的歧视。特别是，我们研究了三种不同的宇宙学模型：$Λ$冷暗物质模型，Logotropic宇宙和一个散装粘性物质占主导地位的宇宙。通过拟合每个模型的自由参数与超新星Ia探测器，我们发现，$Λ$ -冷暗物质模型和Logotropic模型的最佳拟合参数计算的预测事件数是相同的，而大体积粘性物质占主导地位的宇宙学模型预测$\sim 3$倍的事件。我们表明，目前的限制设置的超级神冈上的弥漫超新星中微子背景通量给互补约束的自由参数的大体积粘性物质为主的宇宙。此外，这个极限意味着，在$Λ$冷暗物质模型中，宇宙应该以$H_0 > 21.5 ~\rm{Km/sec/Mpc}$膨胀，而与暗物质$Ω_m$的含量无关。
2017-06-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Measuring the supernova unknowns at the next-generation neutrino telescopes through the diffuse neutrino background
扩散超新星中微子背景（DSNB）的探测将对核塌缩超新星星群性质的测量做出宝贵的贡献。我们估计的DSNB事件率在下一代中微子探测器，超神冈富集钆，JUNO，和DUNE。通过DSNB确定超新星未知数将主要由Hyper-Kamiokande驱动，因为它具有更高的预期事件率，并由DUNE补充，这将有助于减少参数的不确定性。同时，JUNO将在最大能量范围内对DSNB信号敏感。对上述探测器20年数据的联合统计分析表明，我们对局部超新星的敏感度最多在20-33%的水平。如果形成黑洞的超新星的非零比例的真实值大于20%，则将在90%的CL下得到确认。另一方面，DSNB事件对形成黑洞的前体的核物质状态方程和质量吸积率的统计敏感性极差。
2018-05-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The Diffuse Supernova Neutrino Background
扩散超新星中微子背景（英语：Diffuse Supernova Neutrino Background，DSNB）是来自遥远的核心坍缩超新星的MeV中微子和反中微子的微弱辉光。DSNB还没有被探测到，但超级神冈（SK）2003年的电子反中微子通量上限接近预测，现在相当精确，基于天体物理数据。如果用溶解的钆对SK进行修改，以减少探测器背景并增加分析的能量范围，那么它应该以每年几次事件的速度探测DSNB，提供超新星中微子发射和宇宙核心坍缩率的新探针。如果没有检测到DSNB，那么将需要新的物理。中微子天文学，虽然独特的强大，已被证明是极其困难的-只有太阳和附近的超新星1987 A已被检测到日期-因此，检测新的来源很快的承诺确实是令人兴奋的。
2010-04-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Search for Core-Collapse Supernovae using the MiniBooNE Neutrino Detector
我们提出了在银河系的核心坍缩超新星的搜索，使用MiniBooNE中微子探测器。在2004年12月14日至2008年7月31日期间，没有发现我们银河系发生核心坍缩超新星的证据，相当于98%的收集寿命。我们将核心坍缩超新星的发生率限制在13.5 kpc的距离内，即在90% CL时每年小于0.69颗超新星。
2009-10-16 astro-ph.HE
Galactic Microquasar and Supernova Remnants Imprinting on Diffuse Neutrino and Gamma-Ray Sky
University of Utah（犹他大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；TIANFU Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）
本研究提出纳入微类星体与超新星遗迹贡献的数值框架，解释银河系弥散中微子和伽马射线的能段分布，其预测与IceCube 12年观测吻合，为多信使研究提供物理基线与可检验预测。
2026-08-25 astro-ph.HE
Diffuse Supernova Neutrino Background and Neutrino Non-Radiative Decay: a Bayesian Perspective
本文从贝叶斯视角探讨中微子非辐射两体衰变对弥散超新星中微子背景的影响，结合多个实验探测通道与超新星模拟，首次通过贝叶斯分析评估区分衰变存在与否的能力。
2024-12-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Neutrino nonradiative decay and the diffuse supernova neutrino background
本研究探索利用即将观测的弥散超新星中微子背景（DSNB）提取中微子寿命信息，首次整合多类不确定性与三中微子衰变描述，给出多个地下中微子实验的探测预测，并指出确定中微子质量序对限制衰变场景的重要性。
2023-11-16 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Inferring the core-collapse supernova explosion mechanism with three-dimensional gravitational-wave simulations
用先进的LIGO和Virgo引力波探测器网络探测到核心坍缩超新星信号将使我们能够测量源的天体物理参数。在真实的高级引力波探测器数据中，存在可能模仿真实引力波信号的瞬态噪声伪影。在本文中，我们概述了在超新星模型证据提取器（SMEE）中实施的程序，该程序确定核心坍缩超新星信号候选者是否是噪声伪影，快速旋转的核心坍缩超新星信号或中微子爆炸机制核心坍缩超新星信号。此外，我们使用最新的三维引力波核心坍缩超新星模拟，我们概述了一个新的程序时，只有一个检测器是可操作的背景噪声瞬变的拒绝。我们发现，当使用三维波形作为信号模型时，检测所有波形所需的最小SNR降低。
2017-12-08 astro-ph.HE
Synoptic Sky Surveys and the Diffuse Supernova Neutrino Background: Removing Astrophysical Uncertainties and Revealing Invisible Supernovae
在我们的宇宙视界内，来自所有核心坍缩超新星的累积（反）中微子产生产生了弥散超新星中微子背景（DSNB），这是在可探测性的边缘。观测到的流量取决于超新星物理学，但也取决于超新星爆炸的宇宙历史;目前，宇宙超新星爆发率引入了相当大的（+/-40%）不确定性，主要是通过其绝对标准化。然而，一种新的宽视场重复扫描（天气）光学天空调查即将上线，并将以前所未有的深度，完整性和动态范围在时域中绘制天空。我们表明，这些调查将获得宇宙超新星率直接计数，在一个公正的方式和高统计，从而将允许精确的预测DSNB。即将进行的巡天将大大减少DSNB源历史的不确定性，预计将由系统学主导+/-5%，因此观测到的高能通量将测试超新星中微子物理学。即将进行的巡天观测可到达的宇宙部分（z < 1）包括预期的10-26 MeV DSNB事件率的大部分（约87%）的祖先。我们表明，精确测定（光学检测）宇宙超新星的历史也将使DSNB成为一个强大的探测器的额外的中微子通量从光学不可见的超新星，这可能是看不见的，无论是由于意外的大尘埃遮蔽在宿主星系，或因为一些核心坍缩事件直接进行黑洞的形成，并没有给出一个光学爆发。
2010-03-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Dark Matter Diffused Supernova Neutrino Background
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）
研究暗物质与中微子相互作用对超新星中微子的影响，提出暗物质扩散超新星中微子背景，并设定其散射截面限制。
2026-01-07 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Diffuse neutrino background from past core-collapse supernovae
本文综述了核坍缩超新星产生的弥散中微子背景（DSNB）的计算要素、未来探测的科学潜力及中微子实验最新进展，强调其作为理解宇宙的重要窗口。
2023-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing non-standard neutrino interactions with a light boson from next galactic and diffuse supernova neutrinos
中微子与大质量玻色子的非标准相互作用可以在核坍缩超新星（SNe）的核心产生玻色子。玻色子从SN核发射后，它们随后衰变为中微子，可以改变SN中微子通量。我们表明，未来的观测中微子从下一个银河SN在超神冈（SK）和超神冈（HK）可以探测味普适的非标准中微子耦合到一个轻玻色子，提高了以前的限制从SN 1987A中微子爆发的几个数量级。我们还讨论了味普适的非标准中微子相互作用的灵敏度，在未来的观测扩散中微子从所有过去的SNe，被称为扩散超新星中微子背景（DSNB）。根据我们的分析，在HK，JUNO和DUNE实验中的DSNB观测可以探测到超过SN 1987 A约束的$\sim 2$倍的这种耦合。然而，我们的结果也受到一个很大的不确定性有关的DSNB的精确估计。
2022-12-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Diffuse Supernova Neutrino Background from extensive core-collapse simulations of $8$-$100 {\rm M}_\odot$ progenitors
我们重新审视弥漫超新星中微子背景光最近系统的研究恒星核心崩溃，揭示了定量的影响，崩溃过程中的祖条件。在一般情况下，依赖的祖先的核心坍缩中微子发射的祖先的初始质量不是单调的，但我们表明，它可以，在一阶，其特征在于由核心的紧凑性。第一次，我们纳入了详细的变化，在整个质量范围$8$ - $100 {\rm M}_\odot$的中微子发射，基于（i）的长期模拟的核心崩溃的$8.8 {\rm M}_\odot$ O-Ne-Mg核心的祖先，（ii）超过100模拟的铁核心坍缩到中子星，和（iii）半打模拟的核心坍缩到黑洞（“失败的通道”）。大质量的恒星，经历失败的通道的分数仍然不确定，但鉴于最近的模拟揭示了高紧凑性，有利于崩溃的黑洞，我们的特点失败的分数考虑的阈值紧凑性以上的大质量的恒星崩溃黑洞和低于它的最终残留物是一个中子星。我们预测，未来的检测弥漫超新星中微子背景可能有权力揭示这个阈值的紧凑性，如果它的值是相对较小的建议，最近的几个天文观测的解释。
2018-01-15 astro-ph.HE
Core-collapse supernovae and neutrino properties
我们强调在超新星中微子领域的发展。我们讨论了未来的观测的重要性，通过运行和即将进行的实验，从下一个超新星的中微子信号，以及弥漫的超新星中微子背景。
2022-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Prospects for the detection of the Diffuse Supernova Neutrino Background with the experiments SK-Gd and JUNO
载有钆的超级神冈（SK-Gd）和即将启动的JUNO液体闪烁体探测器的出现标志着漫射超新星中微子背景（DSNB）的全球灵敏度的实质性改善。本文回顾了在这两个实验中最相关的DSNB搜索的检测器属性，并估计预期的信号和背景水平。基于这些输入，我们评估了两个实验单独和组合的灵敏度。使用一个简化的统计方法，我们发现SK-Gd和JUNO都有可能达到$>$ 3 $σ$证据的DSNB信号在10年的测量。综合结果可能使$5σ$在未来十年内发现DSNB信号。
2022-03-14 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
The diffuse supernova neutrino background: Expectations and uncertainties derived from SN1987A
内容：扩散超新星中微子背景的探测可能即将到来，但理论预测受到大量不确定性的影响。目标。我们用Super-Kamiokande的当前配置计算了信号及其不确定度，并考虑了通过钆负载降低阈值的可能性。研究方法：我们根据Pagliaroli和合作者2009年对SN 1987 A的分析对中微子发射进行建模，并使用中微子探测器中预期事件的数量作为拟合的自由参数。该参数的最佳拟合值及其误差通过标准的极大似然方法进行评估，适当考虑相关性。结果如下：在天体物理学的排放的不确定性占主导地位的总不确定性，在预期的信号率，保守的范围从0.3至0.9事件每年和1.1至2.9与钆。
2011-02-02 astro-ph.HE
Impact of late-time neutrino emission on the diffuse supernova neutrino background
在缺乏高统计超新星中微子测量的情况下，弥漫超新星中微子背景（DSNB）的估计取决于核心坍缩超新星模拟的精度。了解质子中子星（PNS）演化的冷却阶段（核心反弹后的$\gtrsim1\,{\rm s}$）是至关重要的，因为中微子释放的能量中约有50%是在冷却阶段发射的。我们模型的冷却阶段的混合方法相结合的中微子排放预测的3D流体动力学模拟与几个冷却阶段的估计，包括一个新的两个参数的相关性取决于最终的重子PNS质量和时间的冲击复兴。我们发现，预测的DSNB事件率在超级神冈可以通过$\sim2-3$的因素取决于冷却阶段的治疗。我们还发现，除了一个冷却的估计，预测的DSNB事件的范围在很大程度上是由中微子平均能量的不确定性。有了对后期中微子发射的良好理解，可以为下一代DSNB搜索做出更精确的DSNB估计。
2023-02-13 astro-ph.HE
Impact of binary interactions on the diffuse supernova neutrino background
双星的相互作用，特别是质量转移和合并，可以强烈地影响大质量恒星的演化，改变它们的最终性质和超新星的发生。在这里，我们研究如何影响预测的中微子扩散通量的二元相互作用。通过执行恒星星族合成，包括处方的二元相互作用，我们表明，由此产生的检测率的弥漫超新星中微子背景增强了15%-20%相比，估计没有二元的考虑。由于目前对快速旋转的碳氧核心的演化知之甚少，特别是那些由于白矮星与核心坍缩边界附近的合并而产生的核心，因此产生了重大的不确定性。如果忽略合并后系统中轮换的影响，增强效应可能小到百分之几，如果外推趋势，增强效应可能大到75%。我们的估计有助于强调二元效应可能很重要。
2021-01-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dark Matter Pollution in the Diffuse Supernova Neutrino Background
Hyper-Kamiokande（HyperK）实验预计将精确测量漫射超新星中微子背景（DSNB）。这就要求对相关能量范围内的背景有充分的了解。一个迄今尚未被考虑的可能背景是低质量暗物质（DM）湮灭为中微子。我们在HyperK中对DSNB信号和背景进行了模拟，并量化了DM湮灭产物污染DSNB信号的程度。我们发现，DM的存在可能会影响DSNB物理学感兴趣的参数，如有效中微子温度和恒星形成率的正确值的确定。虽然这开启了同时表征DNSB和通过间接探测发现暗物质的可能性，但我们认为，由于缺乏低能量下可用的角度信息，很难将这两种贡献分开。
2022-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Disentangling Sub-GeV Dark Matter from the Diffuse Supernova Neutrino Background using Hyper-Kamiokande
本文研究Hyper-Kamiokande探测DSNB时亚GeV暗物质湮灭中微子造成的背景干扰，提出利用信号方向性差异的开关分析方法来缓解该效应。
2022-12-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
The Core-Collapse Supernova Explosion Mechanism
核心坍缩超新星的爆发机制是恒星天体物理学中一个长期存在的问题。我们简要地概述了解决方案的主要竞争者，并回顾了最近的努力，通过多维模拟核心坍缩超新星爆炸模型。我们讨论了几个建议，解决问题的失踪或延迟中微子驱动的爆炸在三维超新星模型，包括-除其他外-在对流燃烧壳的微观物理和大种子扰动的变化。重点是中微子驱动的机制，我们总结了目前的努力，预测超新星爆炸和残留物的第一性原理模型的基础上，更多的唯象方法。
2017-02-22 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Core-collapse supernovae and supernova neutrinos
Monash University（莫纳什大学）
本文概述了核坍缩超新星的现代理论，重点讨论了中微子和多维流体动力学在驱动爆炸中的作用，以及核物理和中微子相互作用率的关键影响。
2026-05-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Revisiting the Contributions of Supernova and Hypernova Remnants to the Diffuse High-Energy Backgrounds: Constraints on Very-High-Redshift Injections
恒星形成和星暴星系被认为是冰立方探测到的高能宇宙中微子背景的可行候选源之一。根据最新的费米数据，我们重新审视了超新星遗迹（SNRs）和超新星遗迹（HNRs）在这样的星系中的扩散高能中微子和伽马射线背景的贡献。我们还考虑到可能的时间依赖性的宇宙射线（CR）的SNR演化过程中的加速效应。由SNR冲击加速的CR可以产生高达$\sim100$ TeV能量的高能中微子，但是来自HNR的CR可以将光谱扩展到PeV能量。我们表明，只有当HNR是占主导地位的SNR，扩散中微子背景以上100 TeV可以解释不矛盾的伽马射线数据。然而，30 TeV附近的中微子数据仍然无法解释，这可能表明伽马射线暗CR源的不同群体。另外，我们认为可能的贡献Pop-III HNR的$z\lesssim10$，并表明，他们不受伽马射线数据的约束，因此可能有助于扩散的高能量背景，如果他们的爆炸能量达到${\mathcal E}_{\rm POP-III}\sim{\rm a~few}\times10^{53}$尔格。更保守地说，我们的结果表明，POP-III HNR的爆炸能量为${\mathcal E}_{\rm POP-III}\lesssim7\times{10}^{53}$ erg。
2016-05-23 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
A Core-Collapse Supernova Model for the Extremely Luminous Type Ic Supernova 2007bi: An Alternative to the Pair-Instability Supernova Model
我们提出了一个非常明亮的Ic型超新星2007 bi的核心坍缩超新星模型。通过流体动力学、核合成和辐射输运的数值计算，我们发现SN 2007 bi与43 Msun的碳和氧核心的核心坍缩超新星爆炸是一致的，该核心是从一个主序质量为100 Msun、金属丰度为Z = Zsun/200的祖星演化中获得的，其氢和氦包层是人工剥离的。模型的喷出物质量和喷出物动能分别为40 Msun和3.6*10^{52} erg。喷射出的56 Ni质量高达6.1 Msun，这是大爆炸能量的爆炸核合成的结果。我们还证实SN 2007 bi与最近声称的对不稳定超新星模型一致。我们发现，早期的光变曲线数据可以区分这种发光超新星的模型。
2010-06-08 astro-ph.HE
Multimessengers from 3D Core-Collapse Supernovae
我们提出了引力波和中微子签名获得的第一原则的3D核心坍缩超新星模拟的15 M非旋转的祖先与嵌合体代码。观测形成中的中子星发射的中微子和流体动力学不稳定性产生的引力波是获得有关超新星发动机直接信息的唯一途径。GW和中微子信号都显示了超新星演化的不同阶段。
2015-07-21 astro-ph.HE
Gravitational Waves from Neutrino-Driven Core Collapse Supernovae: Predictions, Detection, and Parameter Estimation
本文综述了中微子驱动核心坍缩超新星引力波的三维建模预测、探测算法及参数估计方法，旨在从引力波信号中提取中心引擎的物理信息。
2024-01-22 astro-ph.HE gr-qc
The red supergiant and supernova rate problems: implications for core-collapse supernova physics
将超新星映射到它们的祖先是理解大质量恒星坍缩的基础。我们研究了红超巨星问题，这涉及到为什么质量为$\sim16$ - $30 M_\odot$的红超巨星没有被确定为IIP型超新星的祖先，以及超新星速率问题，这涉及到为什么观测到的宇宙超新星速率小于观测到的宇宙恒星形成速率。我们找到了解决这些问题的关键物理学在紧凑性参数，它表征了祖细胞的密度结构。如果致密性高于$ξ_{2.5} \sim 0.2$的大质量恒星不能产生典型超新星，（i）质量范围为$16$ - $30 M_\odot$的恒星占据了一个恒星岛，这些恒星具有高$ξ_{2.5}$，并且不产生典型超新星，（ii）这样的恒星的比例与超新星相对于恒星形成的缺失比例一致。我们支持这种情况下，一系列的二维和三维辐射流体动力学核心崩溃模拟。使用超过300个祖先覆盖初始质量$10.8$ - $75 M_\odot$和三个初始金属丰度，我们表明，高紧凑性有利于失败的爆炸。然后，我们认为，$\sim 0.2$的临界紧凑性作为成功和失败的爆炸之间的分界线是符合国家的最先进的三维核心崩溃模拟。我们的研究意味着，核心坍缩的数值模拟不需要产生强大的爆炸，在一个显着的部分紧凑的大质量恒星的初始条件。
2014-09-30 astro-ph.HE
Are Models for Core-Collapse Supernova Progenitors Consistent with the Properties of Supernova Remnants?
最近的发现，在附近的SNR观测到的铁-钾线光度和能量质心是一个很强的判别祖星类型和拱星环境的影响，我们了解超新星的祖先演化。使用模型的核心塌陷超新星喷出物的化学成分，我们模拟的动力学和热X射线发射的冲击喷出物和拱星材料，建模为$r^{-2}$风，年龄为3000年。我们将这些模型的X射线光谱与朱雀卫星的观测结果进行了比较。我们还模拟了Ia型祖先模型的动力学和X射线发射。我们发现，在铁-钾线的能量质心之间的核心崩溃和Ia型模型有明显的区别。核心坍缩超新星模型预测更高的Fe-K线质心能量比Ia型模型，与观测一致。我们认为，更高的线质心的结果，发现在拱星环境中的缓慢移动的风从大规模的祖先的扩张所造成的密度增加。
2015-02-15 astro-ph.HE
Prediction of the diffuse neutrino flux from cosmic ray interactions near Supernova Remnants
在本文中，我们提出了高能中微子光谱从21银河系超新星遗迹（SNRs），来自γ射线测量GeV-TeV范围。我们发现，只有最强的源，即G40.5-0.5在北部和船帆座在南部的小可以检测到的IceCube或KM 3 NeT，分别作为单点源。这是第一次，也可以通过应用观测到的伽马射线发射和无线电信号之间的相关性来导出扩散信号。格林星表中列出的234颗超新星遗迹的射电数据表明，与迄今为止已解决的来源相比，总的扩散中微子通量大约高出2.5倍。我们表明，在10 TeV以上的能量的信号实际上可以成为可比的扩散中微子通量分量的相互作用在星际介质。最近，IceCube合作宣布探测到天体物理高能中微子的第一个扩散信号。由于统计数据不多，定向信息目前无法明确揭示来源的性质。许多事件来自银河系中心附近，其中一个主要问题是，是否至少有一部分信号可以是银河系的性质。在本文中，我们表明，从良好解决信噪比的扩散通量是至少低于所观察到的通量的20倍。
2014-12-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
SuperNova IDentification spectral templates of 70 stripped-envelope core-collapse supernovae
我们使用Modjaz等人（2014）发表的640个剥离包络核心塌陷SNe（SESNe）光谱构建了70个超新星识别（SNID; Blondin & Tennis 2007）超新星（SN）模板。由458个光谱构建的56个SN模板是全新的，将SESNe的数量和当前SNID数据库中SESNe光谱的数量分别增加了2.6和2.0倍。我们还对当前SNID数据库中的模板进行了一些类型和阶段改进。
2015-03-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutrino Signatures of One Hundred 2D Axisymmetric Core-Collapse Supernova Simulations
本文公开发布包含一百次二维轴对称辐射流体动力学模拟的CCSN中微子发射模型数据集，为银河系超新星中微子探测提供统一基准。
2023-07-17 astro-ph.HE
Constraining the Fraction of Core-Collapse Supernovae Harboring Choked Jets with High-energy Neutrinos
对核心坍缩超新星和伽马射线暴的联合观测表明，在恒星核心坍缩之后，可能会有新形成的黑洞从恒星吸积物质，从而产生喷流。这样的伽马射线暴只在Ibc型超新星中观测到，这表明恒星的祖先在坍缩前失去了氢包层。根据最近的假设，即使祖星仍然保留其氢包层，也有可能在核心坍缩事件中发射喷流，然而，这种喷流无法穿透恒星，并且在逃逸之前会停滞在祖星的内部。这些喷流被称为阻塞喷流。由这种阻塞喷流产生的高能中微子可以逃离恒星的包层，并被观测到。在这里，我们将研究如何多信使搜索高能中微子和核心坍缩超新星可以检测或限制恒星坍缩产生喷流的部分。我们发现，很大一部分的喷气式飞机生产已经受到以前的观测活动的限制。我们探索未来的观测使用LSST，IceCube和Km3NET的可能性。
2019-11-19 astro-ph.HE
On cosmic-ray production efficiency at supernova remnant shocks propagating into realistic diffuse interstellar medium
使用三维磁流体动力学模拟，我们表明，宇宙射线（CR）生产的效率在超新星遗迹（SNRs）是过度预测，如果它可以估计的基础上自行测量的H $α$丝结合激波跳跃条件。上游介质的密度波动使激波几乎处处呈波纹状和斜向分布。激波的动能转化为下游湍流的动能以及与垂直于激波表面的激波速度分量有关的热能。我们的综合观测表明，根据下游较低等离子体温度估算的CR加速效率被高估了10- 40%，因为波纹激波不会立即耗散所有上游动能。
2015-03-26 astro-ph.HE
Probing the metastability of protoneutron star with hyperon in core-collapse supernova
利用一维广义相对论$GR1D$程序研究了超子在非旋转大质量恒星动力学坍缩成黑洞过程中的作用。采用Shen等提出的超声波状态方程，利用各种先驱体模型研究了质子中子星（PNS）到黑洞的动力学形成和演化。我们比较的结果与核EoS沈等。并了解奇异超子在核心坍缩超新星中的作用。我们讨论了中微子信号，可能被用来作为探针的核心崩溃。此外，与PNS相比，异国情调的EoS可以支持更低的最大质量冷中子星。在这方面，我们还研究了PNS在超子存在下的亚稳性在长时间演化的祖先，相关的超新星SN 1987 A。
2014-01-02 astro-ph.HE
Computational Models of Stellar Collapse and Core-Collapse Supernovae
核心坍缩超新星是自然界最具能量的事件之一。它们标志着大质量恒星演化的结束，并用热核燃烧的灰烬污染了星际介质。尽管它们对星系和宇宙中生命的演化具有重要意义，但核心坍缩超新星爆炸机制的细节仍然处于黑暗之中，并构成了一个艰巨的计算挑战。我们概述了多维，多尺度和多物理性质的核心坍缩超新星问题，并讨论了计算策略和要求，其解决方案。具体来说，我们突出的轴对称（2D）辐射MHD代码VULCAN/2D和目前的结果从第一个完整的2D角度依赖中微子辐射流体动力学模拟后核心反弹超新星的演变。然后，我们继续讨论新的代码Zelmani，它是基于开源HPC Cactus框架，并提供了一个可扩展的AMR方法的3D完全广义相对论建模的恒星坍缩，核心坍缩超新星和黑洞形成的当前和未来的并行HPC系统。我们显示Zelmani的缩放属性超过16，000计算核心，并讨论第一个3D广义相对论核心崩溃的结果。
2009-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Explosion Dynamics of Parametrized Spherically Symmetric Core-Collapse Supernova Simulations
我们报告的方法，推，触发核心坍缩超新星（CCSN）爆炸的大质量恒星的球对称。这种方法提供了一个框架来研究核心坍缩超新星的许多重要方面：冲击波通过恒星的影响，爆炸性超新星核合成和祖先遗迹连接。在这里，我们给出了一个概述的方法，比较结果的多维模拟和调查的祖和状态方程的黑洞形成的影响。
2016-10-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Prospects for extending the core-collapse supernova detection horizon using high-energy neutrinos
像冰立方这样的大型中微子探测器使用低能（MeV）中微子来监测核心坍缩超新星，并将其延伸到麦哲伦云的超新星中微子爆发。然而，一些模型预测的高能量中微子（GeV-TeV）从核心坍缩超新星通过喷出物与星周物质的相互作用和（TeV-PeV）通过阻塞喷流的排放。在本文中，我们探讨了冰立方的核心坍缩超新星的探测视界使用高能中微子从这些模型。我们研究了来自IceCube的两个高能中微子数据样本的潜力，其中一个在北部天空中表现最好，另一个在南部天空中具有更好的灵敏度。我们证明，通过使用高能量中微子从核心坍缩超新星，检测范围可以扩展到Mpc范围，远远超出了通过低能量中微子。展望IceCube-Gen 2，这一范围将大大扩展。
2023-01-18 astro-ph.HE hep-ex
