核坍缩超新星中多维玻尔兹曼中微子输运方法的详细比较
高能天体物理现象
2017-10-11 v2
摘要
驱动核坍缩超新星的机制对物质与中微子辐射之间的相互作用非常敏感。然而,中微子辐射输运非常难以模拟,目前存在多种不同近似程度的辐射输运方法。我们在静态流体背景、平坦时空、弹性散射和完全狭义相对论的假设下,首次在多个空间维度上仔细比较了 Nagakura、Yamada 和 Sumiyoshi 的离散纵标(DO)代码与 Monte Carlo(MC)代码 Sedonu。我们发现所有谱、角度和流体相互作用量均表现出极好的一致性,这增强了对两种方法的信心。DO 方法在确定光学厚区域的加热和冷却速率方面表现出色。MC 方法由于具有实际上无限的角度分辨率,能够预测更尖锐的角度特征,但在相消抵消普遍存在的量(如原中子星中的净增益和 Eddington 张量的非对角分量)中难以降低噪声。我们还发现,由忽略速度依赖性引起的分布函数角度矩误差,与有限动量空间分辨率引起的误差相比处于次要地位。我们简要比较了直接计算的二阶角度矩与流行的代数双矩闭合预测的结果,发现近似闭合的误差与 DO 和 MC 方法之间的差异相当。本文包含改进后的 Sedonu 代码,该代码现在实现了完全狭义相对论、时间无关的网格无关 Monte Carlo 随机游走近似版本。
引用
@article{arxiv.1706.06187,
title = {A Detailed Comparison of Multi-Dimensional Boltzmann Neutrino Transport Methods in Core-Collapse Supernovae},
author = {Sherwood Richers and Hiroki Nagakura and Christian D. Ott and Joshua Dolence and Kohsuke Sumiyoshi and Shoichi Yamada},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.06187},
year = {2017}
}
备注
Accepted to ApJS. 24 pages, 19 figures. Key simulation results and codes are available at https://stellarcollapse.org/MCvsDO