在地面中微子探测器中探测超新星突破爆发

我们计算了若干代表性地面中微子探测器在探测并测量银河系核心坍缩超新星中$\nu_e$突破爆发光变曲线性质时的距离依赖性能。突破爆发是核心坍缩的特征现象，并通过坍缩与回弹提供了探测恒星核的途径。我们考察了无中微子振荡以及由正常与倒置中微子质量层级导致振荡的情况。对于正常层级，超新星发出的其他中微子味淹没了$\nu_e$信号，使得突破爆发的探测十分困难。对于倒置层级(IH)，某些距离上的部分探测器应能看到$\nu_e$突破爆发峰值并测量其性质。对于IH，突破爆发的最大光度在10 kpc处可被Hyper-Kamiokande (Hyper-K)以$\sim$30%的精度测量，被Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE)以$\sim$60%的精度测量。Super-Kamiokande (Super-K)与江门地下中微子观测站(JUNO)缺乏进行精确测量所需的质量。对于IH，突破爆发最大光度的时间在Hyper-K中7 kpc处可测至$\sim$3 ms精度，在DUNE中4 kpc处$\sim$2 ms，而JUNO与Super-K能在1 kpc处将最大光度时间测至$\sim$2 ms精度。IceCube中的探测器本底使得$\nu_e$突破爆发的测量不太可能。对于倒置层级，突破爆发最大光度的测量可用于区分核状态方程。