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回顾超新星1987A对暗光子的限制。 (英语) Zbl 1373.85001号

小结:我们重新审视了超新星1987A观测到的质量低于100MeV的暗光子的约束条件。如果产生足够数量的暗光子,它们会减少以中微子形式发射的能量,这与观测结果相冲突。在这种环境下,我们首次考虑了有限温度和密度对运动mixing参数的影响。当暗光子质量低于15MeV时,这会导致对的约束减弱。对于大的能量值,众所周知,暗光子可以在超新星中被重新吸收。由于重吸收过程的速率随着暗光子能量的增加而降低,我们指出,能量高于维恩峰的暗光子可以逃逸而不受散射,造成的能量损失比假设黑体光谱可能造成的损失更大。此外,我们通过推导约束条件来估计冷却边界上的系统不确定性,假设原中子星的一个解析温度和密度剖面和四个不同的模拟温度和密度轮廓。最后,我们还通过改变暗光子必须从其产生点传播的距离来估计边界上的系统不确定性,以便能够影响恒星。这项工作澄清了SN1987A在暗光子参数空间上的界限。

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85甲15 星系和恒星结构
80A10号 经典热力学和相对论热力学

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参考文献:

[1] J.Jaeckel和A.Ringwald,《粒子物理学的低能前沿》,Ann.Rev.Nucl。第部分。科学60(2010)405[arXiv:1002.0329][灵感]。 ·doi:10.1146/annurev.nucl.012809.104433
[2] J.L.Hewett等人,《强度边界的基础物理》,ANL-HEP-TR-12-25[arXiv:1205.2671][灵感]。
[3] R.Essig等人,《工作组报告:新型弱耦合轻粒子》,arXiv:1311.0029[INSPIRE]。
[4] J.Alexander等人,《2016年黑暗部门研讨会:社区报告》,arXiv:160808632[IINSPIRE]。
[5] G.G.Raffelt,《Stars as laboratories for basic physics》,芝加哥大学出版社(1996)【灵感】
[6] A.Burrows和J.M.Lattimer,中子星的诞生,天体物理学。J.307(1986)178【灵感】。 ·doi:10.1086/164405
[7] A.Burrows和J.M.Lattimer,SN 1987A中微子,天体物理学。J.318(1987)L63【灵感】。 ·数字对象标识代码:10.1086/184938
[8] J.H.Chang、R.Essig和S.D.McDermott,《超新星冷却对光隐藏扇区费米子的限制》(2017)。
[9] R.Essig、J.Mardon、M.Papucci、T.Volansky和Y.-M.Zhong,用低能e+e−对撞机约束轻暗物质,JHEP11(2013)167[arXiv:1309.5084]【灵感】。 ·doi:10.1007/JHEP11(2013)167
[10] E.Izaguirre、G.Krnjaic、P.Schuster和N.Toro,寻找MeV到少量GeV暗物质的新电子束注入实验,物理学。修订版D 88(2013)114015【修订版:1307.6554】【灵感】。
[11] H.K.Dreiner、J.-F.Fortin、C.Hanhart和L.Ubaldi,超新星对e+e−湮灭MeV暗扇区的约束,物理学。版本D 89(2014)105015[arXiv:1310.3826]【灵感】。
[12] J.D.Bjorken、R.Essig、P.Schuster和N.Toro,寻找暗规范力的新固定目标实验,物理。版本D 80(2009)075018[arXiv:0906.0580]【灵感】。
[13] J.B.Dent、F.Ferrer和L.M.Krauss,超新星冷却对光隐扇形规范玻色子的约束,arXiv:1201.2683[灵感]。
[14] D.Kazanas、R.N.Mohapatra、S.Nussinov、V.L.Teplitz和Y.Zhang,利用电磁衰变在暗光子上束缚超新星,Nucl。物理。B 890(2014)17[arXiv:1410.0221]【灵感】·Zbl 1326.85002号
[15] E.Rrapaj和S.Reddy,暗规范玻色子的核子-核子轫致辐射和修正的超新星约束,物理学。版本C 94(2016)045805[arXiv:1511.09136]【灵感】。
[16] J.I.Kapusta和C.Gale,《有限温度场理论:原理和应用》,剑桥大学出版社(2011年)·Zbl 1215.70002号
[17] H.An,M.Pospelov和J.Pradler,暗光子的新恒星约束,Phys。莱特。B 725(2013)190[arXiv:1302.3884]【灵感】·Zbl 1364.85003号 ·doi:10.1016/j.physletb.2013.07.008
[18] Kamiokande-II合作,K.Hirata等人,《超新星SN 1987a中微子爆发的观测》,《物理学》。Rev.Lett.58(1987)1490【灵感】。
[19] R.M.Bionta等人,《大麦哲伦星云中微子爆发与超新星SN 1987a一致的观测》,《物理学》。Rev.Lett.58(1987)1494【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.58.1494
[20] E.N.Alekseev,Alekseeva、V.I.Volchenko和I.V.Krivosheina法律公告,1987年2月23日核研究所Baksan地下闪烁望远镜中微子信号的可能探测,JETP Lett.45(1987)589[灵感]。
[21] M.S.Turner,来自SN 1987a的Axions,Phys。Rev.Lett.60(1988)1797【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.60.1797
[22] G.G.Raffell,超新星SN1987A和光的一些性质,奇异粒子,载于1988年8月4日至10日在德国慕尼黑举行的第24届国际高能物理会议(ICHEP 88)。
[23] K.Kainulainen、J.Maalampi和J.T.Peltoniemi,超新星中的惰性中微子,Nucl。物理。B 358(1991)435【灵感】。 ·文件编号:10.1016/0550-3213(91)90354-Z
[24] E.Kuflik、S.D.McDermott和K.M.Zurek,《3+1+1框架中的中微子现象学》,物理学。修订版D 86(2012)033015[arXiv:1205.1791]【灵感】。
[25] C.Hanhart、D.R.Phillips、S.Reddy和M.J.Savage,《额外维度》,SN1987a和核子-核子散射数据,Nucl。物理。B 595(2001)335[nucl-th/0007016]【灵感】。
[26] C.Hanhart、J.A.Pons、D.R.Phillips和S.Reddy,《GOD存在的可能性:改进SN1987a对大紧凑尺寸尺寸的约束》,Phys。莱特。B 509(2001)1[astro-ph/0102063][灵感]。
[27] H.K.Dreiner、C.Hanhart、U.Langenfeld和D.R.Phillips,《超新星和轻中性粒:SN1987A超对称边界重访》,《物理学》。修订版D 68(2003)055004[hep-ph/0304289][灵感]。
[28] H.A.Bethe,《超新星1987A:经验和分析方法》,天体物理学。J.412(1993)192【灵感】。 ·doi:10.1086/172911
[29] H.T.Janka,核坍缩超新星中微子加热激波复活的条件,Astron。天体物理学。(2000)[astro-ph/0008432][INSPIRE]。
[30] E.Braaten和D.Segel,所有温度和密度下等离子体过程中的中微子能量损失,物理学。修订版D 48(1993)1478[hep-ph/9302213][INSPIRE]。
[31] D.热情,私人交流。
[32] T.Fischer、S.Chakraborty、M.Giannotti、A.Mirizzi、A.Payez和A.Ringwald,用下一颗银河超新星Phys的中微子信号探测轴子。版本D 94(2016)085012[arXiv:1605.08780]【灵感】。
[33] J.M.Lattimer和F.D.Swesty,热致密物质的广义状态方程,Nucl。物理。A 535(1991)331【灵感】。 ·doi:10.1016/0375-9474(91)90452-C
[34] D.R.Reynolds、F.D.Swesty和C.S.Woodward,核心坍缩超新星流体动力学隐式解的Newton Krylov解算器,J.Phys。Conf.Ser.125(2008)012085·doi:10.1088/1742-6596/125/1/012085
[35] J.M.Lattimer和F.D.Swesty,Lattimer-Swesty状态方程代码,天体物理源代码库,2012年2月。
[36] S.E.Woosley和T.A.Weaver,《大质量恒星的演化和爆炸II:爆炸流体动力学和核合成》,NASA STI/Recon技术报告N 96,1995年8月。
[37] M.Hempel和J.Schaffner-Bielich,完全超新星状态方程的统计模型,Nucl。物理。A 837(2010)210[arXiv:0911.4073]【灵感】。 ·doi:10.1016/j.nuclphysa.2010.02.010
[38] M.Liebendoerfer、A.Mezzacappa和F.-K.Thielemann,球对称和共动坐标下的保守广义相对论辐射流体力学,物理学。修订版D 63(2001)104003[astro-ph/0012201][INSPIRE]。
[39] M.Liebendoerfer、S.Rosswog和F.-K.Thielemann,一种适用于球对称一般相对论流体动力学的自适应网格隐式代码,共同运动坐标系,天体物理学。J.Suppl.141(2002)229[astro-ph/0106539]【灵感】。
[40] M.Liebendoerfer、O.E.B.Messer、A.Mezzacappa、S.W.Bruenn、C.Y.Cardall和F.K.Thielemann,球对称广义相对论超新星模拟中微子辐射流体动力学的有限差分表示,天体物理学。J.Suppl.150(2004)263[astro ph/0207036][灵感]。
[41] M.Liebendoerfer、M.Rampp、H.T.Janka和A.Mezzacappa,《玻尔兹曼中微子传输的超新星模拟:方法比较》,天体物理学。J.620(2005)840[astro-ph/0310662]【灵感】。
[42] H.-T.Janka,核坍缩超新星的爆炸机制,Ann.Rev.Nucl。第部分。科学62(2012)407[arXiv:1206.2503]【灵感】。 ·doi:10.1146/anurev-nucl-102711-094901
[43] A.Burrows,座谈会:关于核坍塌超新星理论的观点,Rev.Mod。Phys.85(2013)245[arXiv:1210.4921]【灵感】。 ·doi:10.1103/RevModPhys.85.245
[44] T.Melson、H.-T.Janka、R.Bollig、F.Hanke、A.Marek和B.Müller,《奇异夸克对中子-核子散射的贡献所导致的20太阳质量恒星三维中子驱动爆炸》,天体物理学。J.808(2015)L42[arXiv:1504.07631]【灵感】。 ·doi:10.1088/2041-8205/808/2/L42
[45] T.Sukhbold、T.Ertl、S.E.Woosley、J.M.Brown和H.T.Janka,《基于中微子驱动爆炸的9至120太阳质量的核心坍缩超新星》,天体物理学。J.821(2016)38[arXiv:1510.04643]【灵感】。 ·doi:10.3847/0004-637X/821/1/38
[46] K.Blum和D.Kushnir,坍缩诱导热核超新星的中微子信号:SN1987A中快速黑洞形成的案例,天体物理学。J.828(2016)31[arXiv:1601.03422]【灵感】。 ·doi:10.3847/0004-637X/828/1/31
[47] H.A.Weldon,有限温度场理论中不连续性的简单规则,物理。2007年D 28版(1983年)【灵感】。
[48] E.M.Nyman,核子-核子轫致辐射的软光子理论,物理学。修订版170(1968)1628[灵感]。 ·doi:10.1103/PhysRev.170.1628
[49] R.Baier、Y.L.Dokshitzer、A.H.Mueller、S.Peigne和D.Schiff,QED中的Landau-Pomeranchuk-Migdal效应,Nucl。物理。B 478(1996)577[hep-ph/9604327]【灵感】。
[50] M.Pospelov,A.Ritz和M.B.Voloshin,玻色子超WIMP作为keV级暗物质,Phys。D 78版(2008)115012[arXiv:0807.3279]【灵感】。
[51] J.Redondo和M.Postma,作为温热暗物质的大量隐藏光子,JCAP02(2009)005[arXiv:0811.0326][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2009/02/005
[52] R.Essig、E.Kuflik、S.D.McDermott、T.Volansky和K.M.Zurek,《用X射线和伽马射线的漫反射观测限制光暗物质》,JHEP11(2013)193[arXiv:1309.4091][印度科学院]。 ·doi:10.1007/JHEP11(2013)193
[53] A.Fradette、M.Pospelov、J.Pradler和A.Ritz,《超暗光子的宇宙学约束》,物理学。修订版D 90(2014)035022[arXiv:1407.0993]【灵感】。
[54] J.Berger、K.Jedamzik和D.G.E.Walker,《解偶联暗光子和暗希格斯粒子的宇宙学约束》,JCAP11(2016)032[arXiv:1605.07195][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2016/11/032
[55] J.D.Bjorken等人,《寻找SLAC束堆产生的中性亚稳穿透粒子》,物理。D 38版(1988)3375【灵感】。
[56] E.M.Riordan等人,《电子束转储实验中短寿命轴的搜索》,物理。修订版Lett.59(1987)755[灵感]。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.59.755
[57] A.Bross、M.Crisler、S.H.Pordes、J.Volk、S.Errede和J.Wrbanek,《电子束转储中产生的短寿命粒子的搜索》,物理学。Rev.Lett.67(1991)2942【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.67.2942
[58] B.Batell、M.Pospelov和A.Ritz,《探索B工厂的隐秘U(1)》,Phys。版本D 79(2009)115008[arXiv:0903.0363]【灵感】。
[59] J.Blumlein和J.Brunner,《光束抽运数据中暗规范力的新排除极限》,物理。莱特。B 701(2011)155[arXiv:1104.2747]【灵感】。 ·doi:10.1016/j.physletb.2011.05.046
[60] S.Andreas、C.Niebuhr和A.Ringwald,《过去电子束倾倒对隐藏光子的新限制》,《物理学》。版本D 86(2012)095019[arXiv:1209.6083]【灵感】。
[61] M.Pospelov,弱标度下的隐式U(1),物理。版本D 80(2009)095002[arXiv:0811.1030]【灵感】。
[62] M.Reece和L.-T.Wang,在GeV尺度实验中寻找明暗规范玻色子,JHEP07(2009)051[arXiv:0904.1743][灵感]。 ·doi:10.1088/1126-6708/2009/07/051
[63] BaBar合作,B.Aubert等人,《寻找光标量玻色子在辐射跃迁Y中的双μ子衰变》γA0,物理。修订稿103(2009)081803[arXiv:0905.4539]【灵感】。
[64] KLOE-2合作,F.Archilli等人,使用KLOE探测器Phys.在⌀介子衰变中搜索矢量规范玻色子。莱特。B 706(2012)251[arXiv:1110.0411]【灵感】。
[65] APEX合作,S.Abrahamyan等人,通过APEX实验在电子-核固定目标散射中寻找新规范玻色子,物理学。Rev.Lett.107(2011)191804[arXiv:1108.2750]【灵感】。
[66] A1合作,H.Merkel等人,《在物理美因茨微波加速器上寻找暗区的轻型玻色子》。修订稿106(2011)251802[arXiv:1101.4091]【灵感】。
[67] H.Merkel等人,在美因茨微中子管上搜索与μ介子g-2异常相关的轻质量规范玻色子,Phys。Rev.Lett.112(2014)221802[arXiv:1404.5502]【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.112.221802
[68] KLOE-2合作,D.Babusci等人,用KLOE探测器Phys在φ介子衰变中产生光矢量规范玻色子的极限。莱特。B 720(2013)111[arXiv:1210.3927]【灵感】。
[69] KLOE-2合作,D.Babusci等人,搜索e+e−中的光矢量玻色子产生μ+μ-γ相互作用与KLOE实验,Phys。莱特。B 736(2014)459[arXiv:1404.7772]【灵感】。
[70] BaBar合作,J.P.Lees等人,《在BaBar的e+e−碰撞中搜索暗光子》,Phys。修订稿113(2014)201801[arXiv:1406.2980]【灵感】。
[71] NA48/2合作,J.R.Batley等人,《在π0衰变中寻找暗光子》,《物理学》。莱特。B 746(2015)178[arXiv:1504.00607]【灵感】。
[72] KLOE-2协作,A.Anastasi等人,e+e−中新矢量玻色子产生的限制Uγ,Uπ+π−与KLOE实验,Phys。莱特。B 757(2016)356[arXiv:1603.06086]【灵感】。
[73] KLOE-2合作,A.Anastasi等人,在e+e−中搜索暗希格斯射线μ+μ−和缺失能量事件与KLOE实验,Phys。莱特。B 747(2015)365[arXiv:1501.06795]【灵感】。
[74] G.B.Rybicki和A.P.Lightman,《天体物理学中的辐射过程》,威利出版社,1986年6月。
[75] A.Burrows、M.T.Ressell和M.S.Turner,《Axions和SN1987A:Axion陷阱》,Phys。D 42版(1990)3297【灵感】。
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