利用超级神冈探测器通过超新星中微子探测非标准中微子相互作用
高能物理 - 唯象学
2020-02-19 v3
摘要
非标准中微子自相互作用(NSSI)可能强于费米相互作用。我们研究通过其对源自银河系超新星的中微子通量的影响来约束这些四中微子相互作用的能力。在核坍缩超新星的致密介质中,这些新的自相互作用会对中微子振荡产生显著影响,导致味演化与能谱层面的改变。我们使用一颗质量 13 太阳质量、距离 10 kpc 的核坍缩超新星的中微子通量模拟,并在考虑真空/MSW 振荡、标准模型 ν−ν 散射以及由 NSSI 产生的 ν−ν 相互作用的情况下,将这些中微子数值传播穿过恒星介质。我们将所得中微子通量输入未来 Hyper-Kamiokande 探测器的模拟中,以考察当下一次银河系超新星可见时,对 NSSI 参数可能给出何种约束。我们发现这些约束强烈依赖于中微子质量层级以及 NSSI 是破坏味还是守恒味。在正常层级(NH)下,Hyper-K 对 NSSI 的灵敏度受限于实验高效探测 ν_e 的能力,但如果 NSSI 特别强,仍可能观测到偏离无 NSSI 的情况。在倒层级(IH)情形下,Hyper-K 能将对破坏味的 NSSI 的约束显著改进至 O(10^{-1})G_F 量级。
引用
@article{arxiv.1907.01059,
title = {Probing Non-Standard Neutrino Interactions with Supernova Neutrinos at Hyper-K},
author = {Minjie Lei and Noah Steinberg and James D. Wells},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.01059},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 9 figures - Added figures and prepared for submission to JHEP