诊断核心坍缩超新星中电子-中微子轻子数交叉:方法比较
高能天体物理现象
2025-09-04 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
快中微子味转换可能影响核心坍缩超新星的爆炸机制和核合成。快味转换的一个必要条件是电子-中微子轻子数角分布中存在交叉。由于计算成本,绝大多数最先进的流体动力学模拟并不计算依赖于味的角分布;相反,在后处理中采用近似方法重建角分布。在这项工作中,我们评估了用于诊断电子-中微子轻子数交叉存在的四种方法的性能。对于选定的反弹后时间,我们从球对称超新星模拟中提取了一个18.6 M_⊙前身星的流体和热力学性质,测试了有无μ子以及有无混合长度处理原中子星对流的情况。我们比较了通过求解玻尔兹曼方程获得的角分布中的交叉出现情况,与通过使用最大熵和Minerbo方案从我们的玻尔兹曼解的角矩重建的分布中的交叉,以及通过应用于角矩的多项式权重函数识别的交叉。我们的结果表明,多项式方法和Minerbo闭合方案存在严重局限性。最大熵方法捕获了大部分前向交叉,尽管它未能再现或错误识别了我们一部分模型中的交叉。这些发现强调了需要稳健地建模中微子角属性,以评估味转换对超新星机制的影响。
引用
@article{arxiv.2506.20723,
title = {Diagnosing electron-neutrino lepton number crossings in core-collapse supernovae: A comparison of methods},
author = {Marie Cornelius and Irene Tamborra and Malte Heinlein and Hans-Thomas Janka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20723},
year = {2025}
}
备注
13 pages, including 3 figures and 1 appendix. Minor changes. Matches version accepted for publication in Phys. Rev. D