利用弥散超新星本底揭示中微子的本质
Unveiling Neutrino Nature with the Diffuse Supernova Background
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中文总结 AI 辅助
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。
中文摘要 AI 辅助
中微子的真实本质——是狄拉克型还是马约拉纳型——是一个尚未解决的基础问题。我们证明，若中微子磁矩大于等于10^-14μ_B，弥散超新星中微子本底（DSNB）提供了一条尚未被利用的解决该问题的途径。部分坍缩大质量恒星特有的强磁场会触发共振手征性翻转，这种味转换物理会以依赖于中微子本质的可测量方式改变DSNB通量。若磁旋转事件占宇宙核心坍缩的比例超过12%（20%），配备钆的Hyper-Kamiokande与JUNO联合开展20年观测，可在90%（99%）置信度下解开该信号。该结果与质量序无关，确立了DSNB作为揭示中微子真实身份的关键通道。
英文摘要
The true nature of neutrinos--whether Dirac or Majorana--is a foundational, unresolved question. We demonstrate that the diffuse supernova neutrino background (DSNB) offers an untapped avenue to resolve this issue, provided neutrino magnetic moments are $\gtrsim 10^{-14}μ_B$. The intense magnetic fields characteristic of a subset of collapsing massive stars can trigger resonant chirality flips. This flavor conversion physics alters DSNB fluxes in measurable ways that depend on the neutrino nature. A $20$~yr combined exposure at Hyper-Kamiokande loaded with gadolinium and JUNO can unravel this signature at $90\%$ ($99\%$) confidence if the fraction of magnetorotational events exceeds $12\%$ ($20\%$) of cosmic core collapses. This result holds independent of the mass ordering and establishes the DSNB as a critical gateway to unveiling the true identity of the neutrino.
