中微子寿命几何,质量又几何?

新一代水切伦科夫探测器Hyper-Kamiokande将能通过逆β衰变过程并伴随钆上中子俘获,探测到来自银河系超新星爆发的成千上万个中微子事件。这一极佳统计量提供了约束中微子性质(如质量与寿命)的独特窗口。我们将探索该未来探测器的能力,通过超新星中微子时间与能谱中由时间延迟与通量抑制所诱导的效应来约束上述两种性质。我们将特别关注通常遭忽略、统计上居次主导的弹性散射诱导事件,其可通过时间延迟显著改善中微子质量界限。当允许不可见衰变情景时,关于$\tau/m$的$95\%~$C.L.下界比由SN1987A中微子事件所得者优近一个数量级。结合中微子通量抑制与时间延迟特征,可同时对$m_\nu$与$\tau_{\nu}$设定限制:受约束最佳者为$\nu_1$的寿命,因其具最丰富电子成分。我们得到$95\%~$C.L.下$\tau_{\nu_1}\gtrsim 4\times 10^5~$s。我们所获最紧$95\%~$C.L.中微子质量界限为$0.34~$eV,不仅与当今最紧中微子质量极限相当,亦可媲美未来实验室直接质量搜寻。质量与寿命界限均不依赖于质量排序,这使我们的结果非常稳健且具重要意义。