PDF《超新星中微子》

第二 次爆炸持续时间较长,大约

10 秒,通过正负电子对 湮灭、电子 - 核子轫致辐射、核子 - 核子轫致辐射、 等离子体衰变、光子湮灭等

5 种类型的粒子核反应产 图2超新星爆发 图3超新星的分类方法 氢硅硅氦极超新星 晚期晚期 谱线轮廓 光变曲线

0 0 λ λ λ

2 2

4 4

0 0

50 50

35 中微子研究与进展

27 卷第

6 期(总162 期)生大量各种不同味的中微子. 根据超新星中微子研究可知,超新星爆发后产生 的各种类型中微子的亮度随时间呈指数衰减,所以中 微子产生持续时间短,但亮度大.对于超新星中微子 能谱的研究,现阶段主要采取蒙特卡罗方法进行模拟. 国际上主要有两个研究小组给出不同的中微子能谱形 式,分别称为利弗莫尔模型和加尔兴模型.研究结果 表明,不同味超新星中微子的温度和能量有所不同, 这反应了超新星核心处的温度变化情况,因而探测超 新星中微子对理解超新星核心处的物理演化有重要意 义.目前,超新星爆发机制、演化过程、中微子产生 机制都是天体物理学的研究热点,主要通过天体物理 学观测和蒙特卡罗模拟两种手段相结合进行研究.

三、超新星中微子效应 从超新星中微子产生到被地球上的探测器观测 到,它们会受到多种中微子效应的影响,从而改变不 同味中微子的粒子数及相应能谱.当中微子在超新星 内核产生以后,需要经历与超新星物质的各种相互 作用,才能传播到超新星表面.图4描述了中微子从 超新星内部到外表面的相互作用与传播过程.在这一 过程中,中微子主要经历三种效应,造成不同味中微 子相互转换.首先,中微子产生后,中微子与中微子 之间会有弱相互作用,虽然单对中微子与中微子相互 作用很小,但是由于大量中微子的存在,它们之间的 集体相互作用产生的效应就很大,这种效应被称为 中微子集体效应.图5是一个典型的超新星中微子 集体效应示意图,它形象地展示了距离超新星中心 1500~2000 千米的区域和中微子球(NS,10 千米)处 不同味中微子的能流曲线.通过对比可以发现,由于 中微子集体效应的影响,不同味超新星中微子之间会 出........