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雙中子星并合的中微子信號(hào)

作者:徐東蓮 上海交通大學(xué)李政道研究所; 上海200240

摘要:2017年8月17日,LIGO/Virgo首次探測(cè)到了雙中子星并合事件的引力波信號(hào),隨后多波段的跟進(jìn)觀測(cè)獲得了GW170817事件的多波段"全息"圖像并確認(rèn)源頭在40 Mpc外的NGC4993星系,但頗為遺憾的是(盡管與理論預(yù)期符合)當(dāng)時(shí)全球運(yùn)行中的中微子探測(cè)器都沒(méi)有探測(cè)到與GW170817相關(guān)聯(lián)的中微子。普遍認(rèn)為,熱中微子在雙星引力潮汐撕裂繞行階段就會(huì)產(chǎn)生,在并合事件后的十幾毫秒內(nèi)達(dá)到峰值;若并合中心產(chǎn)物為伽馬射線暴或者穩(wěn)定的磁星,還會(huì)在并合的即刻至數(shù)天內(nèi)產(chǎn)生超高能中微子。因此,中微子信號(hào)不僅可以輔助研究并合后的產(chǎn)物環(huán)境,還可以在天文尺度上研究中微子的基本性質(zhì)和尋找粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新物理。即使只探測(cè)到一個(gè)熱中微子事件,也可以獲得熱中微子的能譜標(biāo)度信息和診斷并合后十幾毫秒內(nèi)星體本身和周?chē)h(huán)境的物理參數(shù)。另外,因?yàn)橐Σㄒ怨馑賯鞑?通過(guò)熱中微子信號(hào)相對(duì)引力波信號(hào)的時(shí)延,可限制中微子的絕對(duì)質(zhì)量。若探測(cè)到延遲的高能中微子信號(hào),除了可以清楚地證明雙中子星并合的中心產(chǎn)物是磁星,還可以研究并合產(chǎn)物附近的磁場(chǎng)環(huán)境和宇宙射線加速機(jī)制。

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