Inference of bipolar neutrino flavor oscillations near a core-collapse supernova based on multiple measurements at Earth
Inference of bipolar neutrino flavor oscillations near a core-collapse supernova based on multiple measurements at Earth
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基于地球多次测量对核心塌陷超新星附近双极中微子风味振荡的推断
DOI：
10.1103/physrevd.105.103003
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发表时间：
2022
影响因子：
5
通讯作者：
Singh, Ishaan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Armstrong, Eve;Patwardhan, Amol V.;Ahmetaj, A. A.;Sanchez, M. Margarette;Miskiewicz, Sophia;Ibrahim, Marcus;Singh, Ishaan
在致密天体环境中的中微子，如核心坍缩超新星，可以经历各种各样的集体效应的味道空间，由中微子-中微子相互作用产生。这些包括“双极”集体振荡，这是由中微子合奏，其中不同的口味占主导地位，在不同的能量。考虑到中微子在这些环境中的动力学和核合成中的重要性，最好确定地球上的探测是否包含超新星包层内发生的双极振荡的特征。为此，我们将继续研究统计数据同化（SDA）的成本函数公式，以推断中微子味道转换的小规模模型的解决方案。SDA是一种推理范式，旨在优化具有稀疏数据的模型。我们的模型由两束从源发出的具有不同能量的单能中微子束组成，它们彼此相干相互作用并与物质背景相互作用，相互作用强度沿径向变化。我们试图推断这些光束的味道变换历史，使用模拟测量的味道含量在位置“在真空中”（即，远离源），这在原则上可以对应于地球上的探测器。在这个小尺度模型的范围内，我们发现：（i）基于这样的测量，SDA程序能够推断质子中子星星包层内是否发生过双极振荡;（ii）如果测量采样到真空中中微子振荡的全振幅，那么先前的双极振荡的振幅是很好预测的。这一结果暗示，推理范式可以很好地补充数值积分代码，通过它的能力，推断风味演变在物理上无法访问的位置。
Neutrinos in compact-object environments, such as core-collapse supernovae, can experience various kinds of collective effects in flavor space, engendered by neutrino-neutrino interactions. These include “bipolar” collective oscillations, which are exhibited by neutrino ensembles where different flavors dominate at different energies. Considering the importance of neutrinos in the dynamics and nucleosynthesis in these environments, it is desirable to ascertain whether an Earth-based detection could contain signatures of bipolar oscillations that occurred within a supernova envelope. To that end, we continue examining a cost-function formulation of statistical data assimilation (SDA) to infer solutions to a small-scale model of neutrino flavor transformation. SDA is an inference paradigm designed to optimize a model with sparse data. Our model consists of two monoenergetic neutrino beams with different energies emanating from a source and coherently interacting with each other and with a matter background, with radially varying interaction strengths. We attempt to infer flavor transformation histories of these beams using simulated measurements of the flavor content at locations “in vacuum” (that is, far from the source), which could in principle correspond to Earth-based detectors. Within the scope of this small-scale model, we found that: (i) based on such measurements, the SDA procedure is able to inferwhetherbipolar oscillations had occurred within the protoneutron star envelope, and (ii) if the measurements sample the full amplitude of the neutrino oscillations in vacuum, then the amplitude of the prior bipolar oscillations is well predicted. This result intimates that the inference paradigm can well complement numerical integration codes, via its ability to infer flavor evolution at physically inaccessible locations.
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中微子发射作为核心塌陷超新星的诊断
DOI：
--
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
作者：
B. Müller
通讯作者：
B. Müller
DOI：
10.1146/annurev-nucl-102920-050505
发表时间：
2020-11
影响因子：
12.4
作者：
I. Tamborra;S. Shalgar
通讯作者：
I. Tamborra;S. Shalgar
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10.3847/1538-4357/abac5e
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--
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2010
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--
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通讯作者：
R. Surman
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10.1007/978-1-4614-7218-6
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2013
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--
作者：
H. Abarbanel
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H. Abarbanel