[論文レビュー] Neutrino helicity flip by Cherenkov emission and absorption of plasmons in supernova

Subhendra Mohanty, Sarira Sahu|arXiv (Cornell University)|Oct 20, 1997

Neutrino Physics Research参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、ニュートリノが磁気モーメントを持つ場合、超新星コアにおけるプラズモンのチェレンコフ放射および吸収によるニュートリノヘリシティの反転が、主要な冷却機構であると提案している。このプロセスにより、超新星冷却の制約から、ニュートリノ磁気モーメントのきつい上限値 $\mu_\ < 0.7 \times 10^{-13}\mu_B$ が得られる。

ABSTRACT

We show that in a supernova core the longitudinal photon (plasmon) has a space-like dispersion and Cerenkov absorption and emission of such photons is kinematically allowed. If the neutrino has a non-zero magnetic moment, then helicity flipping Cerenkov absorption of a plasmon $ u_L+\gamma o u_R$ is the most efficient cooling mechanism of the supernova core, and this allows us to put a restrictive bound on the neutrino magnetic moment $\mu_{ u}~<~0.7 imes 10^{-13}\mu_B$.

研究の動機と目的

• 超新星コアにおいて、ニュートリノのヘリシティ反転がプラズモンのチェレンコフ放射および吸収によって運動的に許容されるかどうかを調査すること。
• ニュートリノに非ゼロの磁気モーメントがある場合、このプロセスが超新星コアの主要な冷却機構を占めるかどうかを特定すること。
• 観測された超新星冷却率に基づいて、ニュートリノ磁気モーメントの制限された上限値を導出すること。

提案手法

• 超新星コアの高密度媒体における縦方向光子（プラズモン）の空間的分散関係を分析すること。
• 運動的制約を適用して、ニュートリノを含むチェレンコフ放射および吸収プロセスの実現可能性を決定すること。
• ニュートリノヘリシティ反転プロセス $u_L + \gamma \to u_R$ を、プラズモンの放射および吸収を通じてモデル化すること。
• このプロセスの発生率を冷却機構として用い、ニュートリノ磁気モーメントを制約すること。
• 予測された冷却率と、超新星1987Aからの観測的制約を比較することで、上限値を導出すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超新星コアにおいて、ニュートリノによるプラズモンのチェレンコフ放射および吸収は運動的に許容されるか？
• RQ2 ニュートリノに磁気モーメントがある場合、このプロセスは超新星コアの主要な冷却機構として機能できるか？
• RQ3 観測された超新星冷却から、ニュートリノ磁気モーメントにどのような上限値が導かれるか？

主な発見

• 超新星コアにおける縦方向光子（プラズモン）は、空間的分散関係を示し、チェレンコフ過程を可能にする。
• 超新星コア環境において、プラズモンの放射および吸収によるニュートリノヘリシティ反転は運動的に許容される。
• ニュートリノに非ゼロの磁気モーメントがある場合、このプロセスは超新星コアの最も効率的な冷却機構と特定される。
• 超新星の観測冷却率から、ニュートリノ磁気モーメントのきつい上限値 $\mu_\ < 0.7 \times 10^{-13}\mu_B$ が導かれる。