计时与多通道：利用超新星确定中微子质量顺序的新方法

在标准三味中微子振荡范式里，少数尚未揭开的未知之谜之一是中微子质量的顺序。本文提出一种利用超新星早期中微子事件时间信息来确定中微子质量顺序的新方法。在核坍缩超新星中，中微子的产生早于反中微子，并且取决于影响绝热味演化的质量顺序，可能在 $\nu_e$ 探测通道中比其他通道产生更早的可观测信号。因此，时间差对质量顺序敏感。我们发现，利用未来探测器（如 DUNE、JUNO 和 Hyper-Kamiokande）上对首个银河系超新星事件的探测时间信息，在 $\sim 2 \sigma$ 置信水平下即可确定质量顺序，而 $\mathcal{O}(10)$ 个事件足以用于发现。我们的方法不需要高统计量，并且可用于超新星早期预警系统（SNEWS），该系统将能获取多个探测器记录的早期超新星中微子事件的时间信息。本文提出的方法还意味着质量顺序与用于定位超新星的三角定位法之间存在关键的相互作用。