Neutrino-nucleus reaction cross sections for light element synthesis in supernova explosions

超新星爆発における軽元素合成に用いるニュートリノ・原子核反応断面積

吉田 敬*; 鈴木 俊夫*; 千葉 敏; 梶野 敏貴*; 横枕 英和*; 木村 恵一*; 高村 明*; Hartmann, D.*

Yoshida, Takashi*; Suzuki, Toshio*; Chiba, Satoshi; Kajino, Toshitaka*; Yokomakura, Hidekazu*; Kimura, Keiichi*; Takamura, Akira*; Hartmann, D.*

新しい殻模型ハミルトニアンを用いてHeとCのニュートリノ反応断面積を求めた。超新星ニュートリノに対してLi, BeとB同位体を生成する崩壊比を導出した。今回求めた断面積を使うと太陽質量の16.2倍の星が超新星を起こした場合に生成するLiとBの量が以前の結果のそれぞれ1.3, 1.2倍になることがわかった。それに対してBの量は三分の一になるなど、顕著な違いのあることもわかった。また、銀河の化学進化のモデルにおいて、超新星で合成されたBの量から、超新星爆発時に発生する各種のニュートリノの温度に対する制限が得られた。さらには新しい断面積を用いて、ニュートリノ振動によるLiとBの増加がどの程度であるかを示した。

The neutrino-nucleus reaction cross sections of He and C are evaluated using new shell model Hamiltonians. Branching ratios of various decay channels are calculated to evaluate the yields of Li, Be, and B produced through the -process in supernova explosions. The new cross sections enhance the yields of Li and B produced during the supernova explosion of a 16.2 M star model compared to our previous study by factors of 1.3 and 1.2, respectively. On the other hand, the yield of B decreases by a factor of three. The yields of Li, Be, and the radioactive nucleus Be are found at a level of 10 to 11 M. The temperature of - and -neutrinos inferred from the supernova contribution of B in Galactic chemical evolution models is constrained to be in the range 4.5 MeV to 6.4 MeV. The increase in the Li and B yields due to neutrino oscillations is demonstrated with the new cross sections.