一种新的时间相关中微子辐射输运的蒙特卡罗方法

蒙特卡罗方法在辐射输运中具有若干吸引人的特性，例如实现简单、精度高以及良好的并行扩展性。此外，蒙特卡罗方法可以处理复杂的几何形状，并且相对容易扩展到多个空间维度，这使得它们在模拟复杂的多维天体物理现象（如核心坍缩超新星）中具有潜在的兴趣。本文旨在探索用于模拟核心坍缩超新星中中微子输运的蒙特卡罗方法。我们将Fleck & Cummings的隐式蒙特卡罗光子输运方案和Densmore等人的灰体离散扩散方案推广到能量、时间和速度相关的中微子输运。通过我们的一维球对称实现，我们表明，与光子输运情况类似，隐式方案允许比显式时间离散化大得多的时间步长，而不牺牲精度，而离散扩散方法在高光学深度下实现了显著的加速。我们的结果表明，光谱、速度相关的隐式蒙特卡罗和离散扩散蒙特卡罗方法的组合代表了在核心坍缩超新星中用于中微子输运计算的稳健方法。我们的速度相关方案可以很容易地适应光子输运。