大液体闪烁体探测器测量超新星 ν_e 的新能力

我们考察了在JUNO、RENO-50、LENA或其他已批准或提议的大型液体闪烁体探测器中探测超新星 ν_e 的前景。液体闪烁体中探测超新星 ν_e 的主要通道是其与电子的弹性散射及其与 $^{12}$C 核的带电流相互作用。在现有的闪烁体探测器中，这些相互作用产生的事例数量太少，作用有限。然而，在新探测器计划的20千吨规模下，这些通道成为探测 ν_e 发射的有力工具。我们发现 ν_e 能谱可以被很好地测量，总能量的精度优于约40%，平均能量的精度优于约25%。这足以区分甚至接近的平均能量，例如11 MeV和14 MeV，从而检验超新星模型的预言。此外，它将通过检验非热谱来帮助约束超新星中的中微子混合效应。如果没有这样的大液体闪烁体探测器（或添加了钆的Super-Kamiokande，其具有类似的能力），超新星 ν_e 将被测量得很差，从而阻碍对超新星、中微子和可能的新物理的理解进展。