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低能超新星对惰性中微子的限制

高能物理 - 唯象学 2025-04-08 v2

摘要

惰性中微子可通过与活跃中微子在核坍缩超新星(SN)炽热致密核心中的混合而产生。来自 SN 的对活跃-惰性混合(sin2θ\sin^2 \theta)的标准限制源于 SN1987A 的能量损失,要求 Eloss<1052 ergE_{\text{loss}}<10^{52}~{\rm erg}。本工作中,我们讨论了一种源于通过其衰变在 SN 包层内沉积能量而对惰性中微子参数空间的新限制。利用观测到的低光度 SN IIP 族,该能量沉积被限制低于 1050 erg\sim 10^{50}~{\rm erg}。聚焦于仅与 tau 中微子混合的惰性中微子,对于 100100-500500 MeV 范围内的重惰性质量 msm_s,我们发现对 sin2θτ\sin^2 \theta_\tau 的严格约束比 SN1987A 能量损失论证低两个数量级,{从而探测 I 型跷跷板机制所需的混合角}。类似限制也适用于仅与 muon 混合的惰性中微子(sin2θμ\sin^2 \theta_\mu)。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.05860,
  title  = {Low-Energy Supernovae Bounds on Sterile Neutrinos},
  author = {Garv Chauhan and Shunsaku Horiuchi and Patrick Huber and Ian M. Shoemaker},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.05860},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages, 6 figures, 1 table; updated production modes and extended discussion, matches JCAP published version