用于超新星与预超新星中微子探测的低温探测器在线触发
天体物理仪器与方法
2022-10-24 v2 仪器与探测器
摘要
超新星（SNe）是宇宙中最具能量的事件之一，至今仍远未被完全理解。中微子的早期和快速探测是实现对这些事件首次多信使观测的千载难逢的机会。在这项工作中，我们展示了在运行先进低温探测器时探测超新星前（预-SN）和超新星期间产生的中微子的前景。低温探测器技术的最新进展以及相干弹性中微子-核散射的发现为中微子探测提供了大量机会。该实验技术优异的能量分辨率，与该探测通道的高截面及其对所有中微子味相等的灵敏度相结合，使得实现高灵敏度的厘米尺度中微子望远镜成为可能，如新提出的 RES-NOVA 实验。我们详细研究了预-SN 和 SN 中微子信号的探测及时性，并对不同类别的检验统计量进行了直接比较。虽然成熟的 Poisson 检验在最优条件下通常提供最佳性能，但非参数的递归间距乘积统计检验（RPS）更为稳健，并且是在无特定先验知识情况下触发天体物理中微子信号的理想选择。基于我们的统计检验，RES-NOVA 实验能够以 95% 的成功率识别 15 kpc 距离的 SN 中微子信号，以及最远 480 pc 的预-SN 信号，且预警时间约为 10 s。这些结果证明了 RPS 用于识别中微子信号的潜力以及 RES-NOVA 实验的物理探测能力。
引用
@article{arxiv.2205.03350,
title = {Online triggers for supernova and pre-supernova neutrino detection with cryogenic detectors},
author = {Philipp Eller and Nahuel Ferreiro Iachellini and Luca Pattavina and Lolian Shtembari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.03350},
year = {2022}
}
备注
19 pages, 10 figures