用于探测银河系超新星中微子的古探测器

古探测器是一种提议的实验技术，即通过在古老矿物中寻找反冲核的痕迹来进行探测。地球上的天然矿物年龄可达 $\mathcal{O}(1)\,$Gyr，并且在许多矿物中，反冲核留下的损伤痕迹一旦产生，其保存时间尺度也远长于 1 Gyr。因此，即便仅读取约 100 g 量级的相对较小目标样本，得益于巨大的曝光量 $\varepsilon \sim 100\,{\rm g}\,{\rm Gyr} = 10^5\,{\rm t}\,{\rm yr}$，古探测器也能让人搜寻极罕见的事件。在此，我们探索了古探测器测量由银河系核心坍缩超新星中微子诱发的核反冲的潜力。我们发现，它们不仅能直接测量银河系内的平均核心坍缩超新星发生率，还能包含过去约 1 Gyr 内局部超新星发生率随时间变化的信息。由于超新星发生率被认为与恒星形成率成正比，这样的测量将能够确定局部的恒星形成历史。我们研究了古探测器对核心坍缩超新星发生率平滑时间演化及在相对较短时间尺度上增强的敏感性，后者正如对本地群星暴期的预期。