超新星ニュートリノによる非標準相互作用の探索

寻找与超新星中微子的非标准相互作用

基本信息

批准号：
19J13632
负责人：
佐々木宏和
金额：
$ 1.22万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan (2020)The University of Tokyo (2019)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はNSIの寄与を物質ポテンシャルに加えることで、重力崩壊型超新星内部のニュートリノ振動がNSIによってどの程度励起するのか調べた。超新星の爆発モデルとして前年度の研究で用いた電子捕獲型超新星のデータを使った。最新の研究（Chatterjee2020）では、NSIを考慮することでNOvA実験とT2K実験で得られるCP位相の実験値の齟齬が解消されると示唆されている。NSIのパラメータとしてはChatterjee2020で見積もられている値を採用した。また、ニュートリノの質量は順階層を仮定した。数値計算の結果、NSIを考慮するとニュートリノ集団振動がNSIを考慮しない場合に比べてさらに抑制されることが示された。これは当初の予想とは反する結果となった。本研究のようにニュートリノの角度依存性を考慮した計算では、NSIによって物質効果の角度依存性が増大し、ニュートリノの自己相互作用による非線形な揺らぎが十分成長できなくなると考えられる。親星が鉄コアを持つ通常の超新星では内部の物質密度が電子捕獲型よりも大きくなるため、NSIによるニュートリノ集団振動の抑制がより顕著になると考えられる。前年度の研究と同様に、DUNEにおける電子型ニュートリノのHardness ratioを計算した。NSIを考慮すると集団振動が抑制されHardness ratioの値が単調増加することが分かった。NSIの影響はバウンスから100ms付近で最も顕著となった。ニュートリノの質量が逆階層の場合や、他のNSIのパラメータ領域でも集団振動が抑制されることが検証されれば、本研究で得られる結論はより一般的で確かなものとなる。

今年，通过增加 NSI 对物质势的贡献，我们研究了引力塌缩超新星内部的中微子振荡在多大程度上被 NSI 激发。作为超新星爆炸模型，我们使用了前一年研究中使用的电子捕获超新星数据。最新研究（Chatterjee 2020）表明，考虑NSI可以消除NOvA实验和T2K实验中获得的CP相的实验值之间的差异。使用Chatterjee2020估计的值作为NSI参数。此外，我们假设中微子的质量处于有序层次中。数值计算表明，当考虑 NSI 时，中微子集体振荡比不考虑 NSI 时受到的抑制更大。这一结果与最初的预期相反。在考虑中微子角度依赖性的计算中，如本研究中，人们认为NSI增加了物质效应的角度依赖性，使得中微子自相互作用引起的非线性涨落不可能充分增长。在母星有铁核的正常超新星中，内部物质密度比电子捕获超新星大，因此 NSI 对集体中微子振荡的抑制被认为更明显。与去年的研究类似，我们计算了沙丘上电子中微子的硬度比。结果发现，当考虑 NSI 时，集体振动受到抑制，硬度比值单调增加。 NSI 的影响在反弹后 100 毫秒左右最为明显。如果证实中微子质量处于倒排结构或其他NSI参数范围时集体振荡受到抑制，那么本研究得出的结论将变得更加普遍和确定。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

重力崩壊型超新星におけるニュートリノ集団振動とその観測可能性

引力塌缩超新星中微子集体振荡及其可观测性

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐々木宏和
通讯作者：
佐々木宏和

Neutrino Process in Core-collapse Supernovae with Neutrino Self-interaction and MSW Effects

核心塌陷超新星中的中微子过程及其中微子自相互作用和城市固体废物效应

DOI：
10.3847/2041-8213/ab775b
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ko Heamin;Cheoun Myung;Ha Eunja;Kusakabe Motohiko;Hayakawa Takehito;Sasaki Hirokazu;Kajino Toshitaka;Hashimoto Masa;Ono Masaomi;Usang Mark D.;Chiba Satoshi;Nakamura Ko;Tolstov Alexey;Nomoto Ken’ichi;Kawano Toshihiko;Mathews Grant J.
通讯作者：
Mathews Grant J.

電子捕獲型超新星におけるニュートリノ集団振動の観測への影響

对电子捕获超新星中微子集体振荡观测的影响