伽马射线暴、中微子与宇宙学

伽马射线暴（GRB）天体目前被广泛认为处于宇宙学距离上，因此代表着巨大的能量释放。延伸到GeV能量的伽马射线谱表明可能存在伴随的中微子发射，已有几个模型提出这类符合中微子暴可能被探测到。有鉴于此，我们考察了可能进行的测量，这些测量可为天文学、宇宙学以及中微子性质提供有用的实验数据。对于天文学和宇宙学，我们展示了如何通过测量中微子味比率来获取关于源的性质和相对距离的信息。我们指出，对于这些源，可以利用中微子测量宇宙学时间膨胀，正如对光子所做的那样，并且可以通过GRB中微子探测1到10⁵ Mpc范围内的中微子振荡长度。因此我们注意到，这些源可能使得首次对宇宙尺度大小的非电磁测量成为可能。我们讨论了弱等效原理的检验、味相关引力耦合的检验以及物理常数随时间变化的检验。我们还表明，许多关于中微子性质（电荷、质量、速度、寿命）的新界限可以比从SN1987A中微子观测得到的界限更严格。我们还考察了这些物理机遇对中微子望远镜设计者的意义。我们得出结论，如果谱是延伸到TeV能区的幂律谱，并且中微子通量等于或大于伽马射线通量，那么在计划中的仪器上探测是可能的。我们强调低能探测在未来实验中的重要性。