Developing an end-to-end simulation framework of supernova neutrino detection
Developing an end-to-end simulation framework of supernova neutrino detection
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开发超新星中微子探测的端到端模拟框架
DOI：
10.1093/ptep/ptaa185
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发表时间：
2021
影响因子：
3.5
通讯作者：
Roger A. Wendell
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Masamitsu Mori;Yudai Suwa;Ken'ichiro Nakazato;Kohsuke Sumiyoshi;Masayuki Harada;Akira Harada;Yusuke Koshio;Roger A. Wendell
大质量恒星可以在生命周期结束时以超新星的形式爆炸，释放出总能量达到的中微子。此外，中微子在超新星、加热和恢复冲击波以及冷却由此产生的原中子星方面发挥着关键作用。因此，中微子探测器正在等待观测下一颗银河系超新星，几个超新星中微子的理论模拟正在进行中。虽然这些模拟主要集中在超新星反弹后的第一秒，但对具有中微子的超新星SN 1987A的唯一观测显示，中微子发射持续了10秒以上。为此，需要长期的模拟和分析工具来将理论与下一次观测进行比较。我们的研究开发了一个综合的超新星分析框架，以准备在不久的将来处理星系超新星观测的分析管道。这个框架处理核心坍塌、反弹和原中子星冷却过程，以及以一致的方式处理地球上的中微子探测。我们开发了一种新的一维长时间超新星模拟，它成功地爆炸并计算了长达20秒的中微子发射。利用这个模型，我们估计在超级神冈探测器上产生的中微子信号在10kpc的爆炸中大约为1800个事件，并讨论了这一结果的含义。我们将这一结果与SN1987A观测结果进行比较，以检验其可靠性。
Massive stars can explode as supernovae at the end of their life cycle, releasing neutrinos whose total energy reaches. Moreover, neutrinos play key roles in supernovae, heating and reviving the shock wave as well as cooling the resulting proto-neutron star. Therefore, neutrino detectors are waiting to observe the next galactic supernova, and several theoretical simulations of supernova neutrinos are underway. While these simulations concentrate mainly on only the first second after the supernova bounce, the only observation of a supernova with neutrinos, SN 1987A, revealed that neutrino emission lasts for more than 10 seconds. For this reason, long-time simulation and analysis tools are needed to compare theories with the next observation. Our study develops an integrated supernova analysis framework to prepare an analysis pipeline for treating galactic supernovae observations in the near future. This framework deals with the core-collapse, bounce, and proto-neutron star cooling processes, as well as with neutrino detection on Earth in a consistent manner. We have developed a new long-time supernova simulation in one dimension that explodes successfully and computes the neutrino emission for up to 20 seconds. Using this model we estimate the resulting neutrino signal at the Super-Kamiokande detector to be about 1800 events for an explosion at 10 kpc, and we discuss the implications of this. We compare this result with the SN 1987A observation to test its reliability.
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DOI：
10.3847/1538-3881/ab63d5/data
发表时间：
2020-02
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Y. Zou;Fuxiang Liu;Bin Liao;Yu Liu;Yating Chai;Lei Xia
通讯作者：
Y. Zou;Fuxiang Liu;Bin Liao;Yu Liu;Yating Chai;Lei Xia
电子捕获和低质量铁核塌陷超新星：新的中微子辐射流体动力学模拟
DOI：
10.3847/1538-4357/aa92c5
发表时间：
2017
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Radice, David;Burrows, Adam;Vartanyan, David;Skinner, M. Aaron;Dolence, Joshua C.
通讯作者：
Dolence, Joshua C.
核心塌陷超新星的开源中微子辐射流体动力学代码
DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
作者：
E. O’Connor
通讯作者：
E. O’Connor
影响因子：
8.6
作者：
HIRATA, K;KAJITA, T;CORTEZ, BG
通讯作者：
CORTEZ, BG
影响因子：
4.8
作者：
H. Nagakura
通讯作者：
H. Nagakura