未来水及液氩探测器中的失败超新星中微子
宇宙学与河外天体物理
2015-03-17 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
我们讨论了来自宇宙学失败超新星（直接坍缩成黑洞、没有爆发的恒星）的电子中微子和反中微子的弥散通量。与形成中子星的常规坍缩相比，该通量具有更热的能谱，因此在中微子能量高于20-45 MeV时主导了来自核心坍缩的总弥散通量。反映了原始发射中微子的特征，地球上的ν_e和反ν_e通量随着这些物种存活概率的增大以及核物质状态方程的变硬而增大。在19-29 MeV的能量窗口内，来自失败超新星的通量相当可观，占所有核心坍缩总通量的7%到主导部分。对于反ν_e，它可高达φ = 0.38 s^{-1} cm^{-2}（对于ν_e为φ = 0.28 s^{-1} cm^{-2}），归一化到局部核心坍缩率R_{cc}(0)=10^{-4} yr^{-1} Mpc^{-3}。在5年内，一个0.45 Mt的水切伦科夫探测器应能看到来自失败超新星的5-65个事件，而相同质量添加钆后预期最多有160个事件。一个0.1 Mt的液氩实验应记录1-11个事件。来自失败超新星的中微子的特征是核心坍缩事件总率的增强（高达2倍）以及事件谱中出现高能尾巴。
引用
@article{arxiv.1012.1274,
title = {Neutrinos from failed supernovae at future water and liquid argon detectors},
author = {James G. Keehn and Cecilia Lunardini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1012.1274},
year = {2015}
}
备注
LaTeX, 30 pages, 10 figures, 4 tables. Some clarifications added, new section of discussion added, references updated. Version to appear in Phys. Rev. D