超新星神经制动暴露及爆炸机制的未来探测

通过大型地下探测器探测超新星神经制动暴露将提供关于坍缩驱动超新星爆炸机制的重要信息。我们采用数值超新星模型和针对 Super-Kamiokande 探测器的真实蒙特卡模拟，对未来对近距离超新星的统计分析进行研究。我们主要讨论了在 $\bar{\nu}_e$ 能量和光度的时间演化中，延迟爆炸机制可探测性的问题。对于距离地球 10 kpc 的超新星，我们发现不仅该特征信号清晰可辨，而且还能观测到能量光谱偏离费米-狄拉克 (FD) 分布的偏差。若观测到这种从 FD 分布的偏差，将提供一次对坍缩驱动超新星神经制动辐射标准图的检验。对于 D=50 kpc 的情况，延迟爆炸的特征仍然可探测，但统计波动太大，难以检测到从 FD 分布的偏差。我们还提出了一种方法，用于从数据中统计重建 $\bar{\nu}_e$ 能量和光度的时间演化，通过该方法我们可以获得更平滑的时间演化和更小的统计误差，而不仅仅是简单的时间分箱分析。这种方法在可获得事件数相对较少的情况下尤其有用，例如在 LMC 或 SMC 处的超新星。$\nu_e$ 的中子化暴露当 D=10 kpc 时大约产生 5 个散射事件，而这一信号难以与 $\bar{\nu}_e p$ 事件区分开来。