成功与失败核坍缩超新星中由激波加速产生的非热中微子

我们呈现对核坍缩超新星 (CCSN) 中中微子激波加速的综合性研究。主导角色为重轻子数中微子 $\nu_{\mu}$ 与 $\nu_{\tau}$;前者与后者分别可能通过激波加速获得高达 $\sim 100$ MeV 与 $\sim 200$ MeV 的能量。通过蒙特卡洛中微子输运演示中微子激波加速,我们指出:对于所有经历核反弹的大质量恒星坍缩,该过程普遍发生于反弹后早期阶段 ($\lesssim 50$ ms),而对于失败 CCSN,则会在晚期阶段 ($\gtrsim 100$ ms) 重现。这为通过地面探测器从银河系 CCSN 探测高能中微子开辟了新可能;因此,我们估算了 Hyper(Super)-Kamiokande、DUNE 与 JUNO 的事件计数。我们发现,能量 $\gtrsim 80$ MeV 的事件计数无论何种探测器均比热中微子高出几个数量级,且这些探测器中也可能因能量 $\gtrsim 100$ MeV 的 $\nu_{\mu}$ 而发生缪子产生。这些中微子信号为解读 CCSN 内部动力学及约束中微子振荡物理提供了宝贵信息;事实上,通过带电流反应通道探测到高能中微子将是中微子味转换的 smoking gun 证据。