ニュートリノの“秘密の生活”を探る研究(The Secret Life of Neutrinos)

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2025-07-14 カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)

ニュートリノの“秘密の生活”を探る研究(The Secret Life of Neutrinos)
Left Panel: When neutrinos scatter with themselves via standard model interactions the collapsing core of the massive star is relatively cold, and the neutrinos are mostly all electron flavor. In this scenario we may get a supernova explosion leaving, usually, a neutron star remnant.

UCSDなどのN3AS研究チームは、崩壊する超大質量星内部で高密度のニュートリノ同士が相互作用し、「ニュートリノ・コライダー」のような現象が起きる可能性を示した。ニュートリノは質量を持ち、電子・ミュー・タウの3種のフレーバー間を振動する特性がある。こうした相互作用は超新星爆発など極限環境でのみ観測可能で、ニュートリノの性質解明やブラックホール・中性子星の形成理解、新物理の探求に貢献する可能性がある。

<関連情報>

ニュートリノ領域におけるレプトン数の非保存がコア崩壊型超新星爆発の可能性を変えるかもしれない Nonconservation of Lepton Numbers in the Neutrino Sector Could Change the Prospects for Core Collapse Supernova Explosions

Anna M. Suliga, Patrick Chi-Kit Cheong (張志杰), Julien Froustey, George M. Fuller, Lukáš Gráf, Kyle Kehrer, Oliver Scholer, and Shashank Shalgar
Physical Review Letters  Published: 18 June, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/gnp5-4y8k

Abstract

We show that interactions violating the conservation of lepton numbers in the neutrino sector could significantly alter the standard low entropy picture for the presupernova collapsing core of a massive star. A rapid neutrino-antineutrino equilibration leads to entropy generation and enhanced electron capture and, hence, a lower electron fraction than in the standard model. This would affect the downstream core evolution, the prospects for a supernova explosion, and the emergent neutrino signal. If realized by lepton-number-violating neutrino self-interactions (LNV ⁢SI), the relevant mediator mass and coupling ranges can be probed by future accelerator-based experiments.

1701物理及び化学
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