巨型 τ 中微子与 Supernova 1987a

我们考虑了来自新形成中子星的 $\MeV$ 质量 τ 中微子辐射。该模型基于扩散近似，简单而准确。我们发现 τ 中微子星云温度随质量增加而升高，因此不再受之前使用的玻尔兹曼因子 $(\mnu /T_\nu )^{1.5}\exp(-\mnu/T_{\nu})$ 的抑制，其中 $T_{\nu}\sim 4\MeV -8\MeV$。如果 τ 中微子衰变为电中微子，则对于短寿命 ($\taunu\la10^{-3}\sec$)，τ 和电中微子星云的位置都可能受到影响；对于非常短的寿命 ($\tau_\nu \la 10^{-6}\sec$)，其温度会降至低于 $1\MeV$，这与 Supernova 1987A (SN 87A) 的中微子观测结果相冲突。基于我们的计算结果，我们修订了基于 SN 87A 对 $\MeV$ 质量 τ 中微子质量/寿命限制的评估。我们的约束，结合了基于原始核合成和实验质量限制（约为 $30\MeV$）的结果，排除了如果主要衰变模式为辐射模式，τ 中微子质量超过 $0.4\MeV$ 的可能性。最后，我们推测一种 $15\MeV -25\MeV$ 质量的 τ 中微子在超级新星爆炸本身可能发挥的作用。