探测超新星夸克振荡的前景

来自II型超新星的中微子或许是我们探测宇宙学上有趣的mu或tau夸克中微子质量的最佳机会。这主要是因为物质增强的中微子振荡可能导致异常热的nu_e光谱，从而在地面探测器中增强带电中性反应截面。两个最近提出的超新星中微子观测站，OMNIS和LAND，将探测由中性和带电中微子相互作用产生的核子碰裂产生的中子。由于该信号不具备夸克特异性，从此不清楚是否可以从此类实验中提取出令人信服的中微子振荡信号。为此，我们检讨了一系列可能的轻质和重质靶标的响应：9Be、23Na、35Cl和208Pb。我们发现，仅依赖中子计数率的探测振荡策略至少是有问题的，即使截面由辅助实验确定。合理的超新星中微子光谱不确定性倾向于掩盖因振荡导致的速率增强。然而，在208Pb的情况下，出现了一个信号，基本上具有夸克特异性且极其敏感于nu_e温度，即中子的发射。这一信号及其夸克特异性与中性和带电反应的第一禁忌响应的强度和位置相关，这些208Pb中微子截面的方面此前尚未讨论过。核旋向实验可能有助于确认我们结论所基于的核结构物理。