Ⅱ型超新星爆发的中微子过程

本文总结了在Ⅱ型超新星爆发过程中可能发生的中微子与物质相互作用,综述了Ⅱ型超新星爆发的各个阶段的中微子过程,介绍了有关的中微子输运理论和几种主要近似方案。     

恒星演化和超生爆发理论中某些重要问题的核物理问题

首先,在第1节中我们依次介绍了各种不同质量的恒星演化进程中各个主要热核燃烧的点火条件,致密物质中自由电子系统的简并性对星体热核燃烧的主导作用以及爆炸性核燃烧条件。其次,在第2节中我们讨论了导致恒星核心不稳定坍缩的物理因素和条件。此后,在本第3节中我们评述了Ia型超新星爆发理论尚在急论中的核物理和固体物理的问题。在第4节中我们评述了Ⅱ型（以及Ib型）超新星爆发理论中的严重困难,并且介绍了我们（南京大学研究小组）就超新星中微子延缓爆发机制的关键问题（强大的中微子暴如何产生？）的物理机制提出的具体过程：这中微子暴的强大中微子流量是从刚刚坍缩的高温高密核心通过核物质－－（u,d）夸克系统－－（u,d,s)系统的相变过程在不到1微秒的时间内很快地产生出来的。而且,这个过程导致核心区域的负熵梯度,引起核心区域大规模对流,它将这强大的中微子流量很快地向外输送到中微子球的表面。在第5节中本还介绍了我们就超新星核心高密条件下电荷屏蔽对电子俘获过程的影响所作的探讨研究以及讨论了它对超新星坍缩核心质量（它对超新星瞬时爆发机制成功与否起着关键作用）的可能影响。     

恒星演化和超新星爆发理论中某些重要问题的核物理问题

首先 ,在第 1节中我们依次介绍了各种不同质量的恒星演化进程中各个主要热核燃烧的点火条件 ,致密物质中自由电子系统的简并性对星体热核燃烧的主导作用以及爆炸性核燃烧条件。其次 ,在第 2节中我们讨论了导致恒星核心不稳定坍缩的物理因素和条件。此后 ,在本文第 3节中我们评述了Ⅰa 型超新星爆发理论尚在争论中的核物理和固体物理的问题。在第 4节中我们评述了Ⅱ型 (以及Ib 型 )超新星爆发理论中的严重困难 ,并且介绍了我们 (南京大学研究小组 )就超新星中微子延缓爆发机制的关键问题 (强大的中微子暴如何产生 ?)的物理机制提出的具体过程 :这中微子暴的强大中微子流量是从刚刚坍缩的高温高密核心通过核物质——— (u ,d)夸克系统——— (u ,d ,s)系统的相变过程在不到 1微秒的时间内很快地产生出来的的。而且 ,这个过程导致核心区域的负熵梯度 ,引起核心区域大规模对流 ,它将这强大的中微子流量很快地向外输送到中微子球的表面。在第 5节中本文还介绍了我们就超新星核心高密条件下电荷屏蔽对电子俘获过程的影响所作的探讨研究以及讨论了它对超新星坍缩核心质量 (它对超新星瞬时爆发机制成功与否起着关键作用 )的可能影响。     

中微子在其他学科研究中的应用

 目前宇宙学研究认为,中微子生成于137亿年前宇宙诞生后持续扩张、冷却的过程中。理论认为,这些中微子形成了绝对温度为1.9K(-271.2℃)的宇宙背景辐射(有别于另一种宇宙大爆炸理论所预言的"微波背景辐射",其温度为2.7K)。宇宙中其他能量的中微子源于星体活动和超新星爆发的过程。因此,随着宇宙的诞生,便有了中微子的存在。     

中微子质量与SN1987A中微子积分谱

由SN1987A超新星爆发的中微妇事例可导出其积分能谱, 且可用指数谱来拟合, 其kT值约为4.2MeV, 相应于原初质量≥10M_⊙的超新星爆发. 因中微子具有静质量而引起的中微子事例发射时序的明显变化, 可初步判断电子中微子质量不大于10eV.     

追寻惰性中微子

正冰立方(IceCube)探测器没有发现惰性中微子存在的证据,严格限制了新一类中微子可能的质量范围。中微子只通过轻微的弱力和引力跟物质作用,但它们却在不同尺度上起关键作用。它们影响早期宇宙的形成,涉及大爆炸后不久重子的起源,也跟恒星内部的核合成有关,包括恒星死亡时的超新星爆发。其实中微子无处不在:因钾同位素(~(40)K)衰变,一根香蕉每天就释     

太阳风层可作为粒子加速的天体物理实验室

在宇宙中的稀薄等离子体中,通常所见的两体库仑碰撞是不重要的。带电粒子的行为由长程电磁力引起的集体相互作用来控制.在这些等离子体中某些动力学能量被释放出来而转变为热能时,粒子的能量分布会极大地偏离麦克斯韦-玻尔兹曼分布.通过研究粒子的加速过程,我们可以详细地了解能量的转换过程及系统可能达到的极端条件. 天体物理向我们提供的最新的一个例子是发生在1987年初的超新星爆发(被命名为SN1987A).在这次超新星爆发中,人们接收到从射电到γ射线的全波段上电磁辐射的爆发,同时也观测到中微子爆.天体物理学家急切地希望直接或间接地…     

核天体物理学的某些重大疑难问题

本文简介与评述了当今核天体物理学的几个最为突出的重大疑难问题，如（１）恒星晚期演化研究中最为关键的几个核反应截面的不确定性；（２）Ｉａ型超新星爆发理论基本环节节中的争论及其一些严重矛盾的问题；（３）Ⅱ型超新星爆发现有理论和它迄今尚未能自洽地获得（观测到的）爆发这一重大矛盾的关键原因及为突破这个困难人们最近所作的较为成功的探讨（４）星卫＾２６Ａｌ问题和它所面临的困难及提出合成＾２６Ａｌ核的可能新途径     

大麦哲仑云超新星爆发后的一年

１９８７年 ２月 ２３日，银河系之外的大麦哲仑云中出现了一个超新星，定名为超新星 １９８７ Ａ．它是１６０９年天文望远镜发明以来第一个长时间肉眼看得见的超新星，还是二十世纪最重要的天象之一． 本文叙述超新星爆发后一年内，在可见光、红外、紫外、射电、Ｘ射线和ｒ射线各个波段取得的观测资料．介绍爆发之初的中微子事件以及对爆发前天体的研究结论．通过这一天象的研究，获得了许多新知识，也提出了许多新课题．     

超新星

超新星爆发是一种非常壮观的景象.不久前观测到的大麦哲仑云中的超新星SN1987A仅仅是一颗比较暗的超新星,而它发出的光却是太阳的一亿倍.但超新星的数量不多,在我们银河系观测到的最后一颗是在1604年爆发的.所以为了研究超新星,从1930年开始,人们就去系统地搜寻河外星系中的超新星.从几百颗超新星的光谱和光变曲线,人们把它们分为两大类,分别称为Ⅰ型超新星和Ⅱ型超新星.Ⅰ型超新星爆发是由密近双星中的白矮星吸积其伴星的物质,使得其质量增加到超过简并电子气压强所能承受的引力,即钱德塞卡质量时,星体发生塌缩而引起的爆发.而Ⅱ型超新星…     

最强的超新星爆发

正几个月前观测到的一次超新星爆发ASASSN-15lh对现有的超新星理论提出挑战。所谓超新星爆发是指某些恒星以剧烈爆炸的方式走向死亡。超新星爆发时的光度很高,甚至可比其所在的宿主星系还要亮。在过去数年里,天文学家们发现了一种新类型的超新星,名为"极亮型超新星"。极亮型超新星可比常见的超新星亮数十倍甚至上百倍。     

中微子振荡与中微子的静止质量

简要回顾了中微子的发现过程,论述了中微子的基本性质及三种不同类型的中微子,讨论了中微子振荡的最新实验结果及其与中微子静止质量的关系,指出了中微子的静止质量在物理学与天文学中的重要性以及确定中微子的静止质量有待进一步解决的问题。     

太阳中微子及超新星中微子探测--2002年诺贝尔物理学奖成果评述

文章回顾了中微子天文学的诞生过程，着重介绍了2002年诺贝尔物理学奖获得者雷蒙特·戴维斯和小柴昌俊在观测太阳及超新星中微子方面的开创性贡献，扼要描述了这个领域的发展现状及前景，并简单探讨了历史给予人们的几点启发.     

强磁场中修正URCA过程的中微子产能率

基于n-p-e模型并考虑修正URCA过程中的质子分支,研究了强磁场对中子星核心区域修正URCA过程中微子产能率的影响.结果表明,强磁场使修正URCA过程的中微子产能率产生明显振荡;与中子分支相比,强磁场对质子分支中微子产能率的影响偏弱,但是它将提高总的中微子产能率.所得结论将有助于进一步研究中子星的冷却机理. 关键词： 中子星 强磁场 修正的URCA过程     

轻子类Cabibbo角的确定和μ→eγ一类过程的解释

本文假定中微子质量不等于零并且有混合。用水平对称性求出了混合角与中微子质量比的关系式,若将中微子质量的上限值用于此关系式,则获得混合角的具体数值,与已有的实验不矛盾。为解释μ→er这一类的有关过程,假定其中间态交换GeV量级的中微子,唯象的看,这个中微子可能就是第四个轻子的中微子。     

认识和探测宇宙的基本方法介绍

人类对宇宙最早的认识和观测始于可见光,之后由于有1865年麦克斯韦对电磁波的预言,1887年赫兹的证实,以及1933年杨斯基发现银河系的射电辐射,可见光观测自此扩展到电磁波多波段观测,出现了多波段天文学。1912年,赫斯发现宇宙线,使得天文观测在电磁波观测之外多了一种手段,拉开了多信使天文学的序幕。1987年,戴维斯和小柴昌俊发现了来自超新星爆发的中微子信号,这也是人类首次探测到了来自宇宙的中微子,至此又多了一种认识和观测宇宙的信使。此后,2016年美国激光干涉引力波观测站LIGO探测到引力波,在补齐对于验证爱因斯坦广义相对论的最后一块拼图的同时,也使得引力波成为多信使天文学中最新引入的一种信使。本文介绍了电磁波、宇宙线、中微子、引力波这四种信使的基本概念、发现历史以及探测宇宙的基本原理,对其代表性的实验进行了收集整理,并就其中的一个典型实验进行了简要介绍。期望能够就多波段多信使天文学的发展历程给出一个比较完整的描摹。     

从粒子到宇宙

 从超新星１９８７Ａ谈起１９８７年２月２３日,在地球上探测到远离它１７万光年的大麦哲伦星云发生的一次能量为１０２７倍的氢弹爆炸能量的超新星爆发,这次爆发后来被称为１９８７Ａ．这是自１６０４年开普勒探测到的这类爆发以来人类第一次可由肉眼观察到的超新星爆发．由于核燃料的耗尽,在自身强大引力的作用下,星体在几秒钟的时间内坍缩,并释放出成百倍于我们太阳在它现存的时间内发出的全部能量．在加拿大天文学家在智利的山上注意到超新星１９８７Ａ之前,就传来了中微子在美国和日本的两个巨大的地下粒子探测器被记录的消息．这些探测器均由几千吨非常纯净的水组成,并配以光电倍增管和电子学．     

被探测到的地球中微子

中微子的量是很稀少的，它的质量和相互作用也是很小的，但在太阳内部，作为核聚变反应的副产品，它的数量却是很巨大的。由此可见，中微子是经常出现于核反应与宇宙射线簇射中，过去安置于地下的陆地探测器曾给出过各种中微子的记录，现在由于掌握了测定地球内部辐射衰变中电子反中微子的数量，从而开辟了中微子物理的一个新纪元，     

Davis对中微子的探测及其影响

Ｄａｖｉｓ对中微子的探测及其影响１９９６年１１月２５日收到初稿，１９９７年３月３日修回王较过季淑莉（陕西师范大学物理系，西安７１００６２）１９３０年，泡利提出了中微子假说．之后，费米用中微子假说以巧妙的方式构筑了弱相互作用的理论．由于中微子与其他...     

2002年诺贝尔物理奖的启示

本文论述2002年诺贝尔物理奖获得者，R．Davis在探测太阳中微子丢失的成就；M．Koshiba在证实存在太阳中微子丢失，探测超新星中微子和大气μ中微子丢失以及证明μ中微子振荡的成就。此外，本文还叙述2002年诺贝尔物理奖给我们的启示。