通过中微子观测限制伽马射线暴作为超高能宇宙射线源
高能天体物理现象
2015-06-15 v1 高能物理 - 唯象学
摘要
超高能宇宙射线 (UHECR) 的起源被广泛认为是粒子天体物理学前沿的主要问题之一。伽马射线暴 (GRB) 是宇宙中仅次于大爆炸的最剧烈爆发，一直是 UHECR 产生的热门候选场所。近期 IceCube 关于未观测到 GRB 诱导中微子的报告引起了广泛关注。这一困境需要解决：要么放弃 GRB 作为 UHECR 加速器的假设，要么预期的 GRB 诱导中微子产额是错误的。已有观点指出，IceCube 高估了 GRB site 的中微子通量约 5 倍。在本文中，我们指出，除了源处的中微子产生问题外，中微子从 GRB 飞行至地球过程中的中微子振荡以及可能的中微子衰变应进一步降低 IceCube 的可探测性，就点源识别而言，IceCube 对缪子中微子味最为敏感。具体而言，中微子振荡会将 GRB 源处每个中微子的缪子中微子味比例从 2/3 降低至地球上的 1/3，而如果存在中微子衰变且在质量本征态正常层级假设下，会导致缪子中微子比例进一步降低至 1/8。考虑到这些因素，我们注意到近年来已有努力致力于追求基于 Askaryan 效应的其他类型中微子望远镜，原则上它可以以相当的灵敏度观测并区分所有三种味。因此，这种新方法可以作为 IceCube 的补充，为揭示这一宇宙加速器问题提供更多线索。
引用
@article{arxiv.1302.5319,
title = {Constraining GRB as Source for UHE Cosmic Rays through Neutrino Observations},
author = {Pisin Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.5319},
year = {2015}
}
备注
9 pages, 1 figure