伽马射线暴火球的高能中微子弥散辐射

伽马射线暴（GRB）被认为是IceCube望远镜近期探测到的高能中微子通量的可能源。我们重新审视火球辐射模型，并给出一种解析表达式，用于估算π介子和K介子衰变产生的高能中微子原初辐射，假设中微子产生的主导机制为轻子-强子过程。为此，我们纳入了强子辐射、辐射冷却和绝热冷却效应，并讨论了它们对长时标（包括高光度和低光度）以及短时标GRB的影响。通过要求GRB的高能中微子对应体遵循最新的伽马射线光度函数以及长时标和短时标GRB的红移演化，我们推导了预期的弥散中微子背景。尽管迄今为止专用的堆叠搜索尚未成功，但我们发现GRB对IceCube观测到的sub-PeV能段高能中微子通量的贡献可达百分之几，假设后者具有弥散起源。然而，伽马射线暴——尤其是低光度的GRB——可能是PeV能段IceCube高能中微子通量的主要源。虽然高光度和低光度GRB的强度相当，但短时标分量的贡献显著更小。我们的发现证实了IceCube关于GRB搜索的最新结果，并表明在未来探测高光度GRB的高能中微子需要更大的曝光量。