Çekirdek çökmeli süpernovada MSW rezonansı ve etkileri
MSW resonance, and its effects in corecollapse supernovae
Yazar: BAŞAK EKİNCİ
Danışman: PROF. DR. YAMAÇ DELİDUMAN
Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Nötrino salınımları = Neutrino oscillations

Özet:
Nötrinolar, fotondan sonra evrende en çok bulunan parçaçıktır ve Güneş, Dünya, Erken Evren, Çekirdek Çökmeli Süpernova (ÇÇS) gibi astrofiziksel ortamlarda üretilirler. Üretildikleri ortamla zayıf bir şekilde etkileşen nötrinolar, bu ortamların özellikleri hakkında bilgi sağlamaktadırlar. Nötrinolar üç farklı çeşni durumunda bulunmaktadır. Her biri yüklü bir leptonla ilişkli olan çeşniler elektron, muon ve tau nötrino olarak adlandırılmaktadır. Nötrinoların birbirlerine dönüşümleri üzerinde uzun yıllardır çalışılmaktadır. Bu durum nötrino kütle öz durumları arasında, nötrinoların kütleli olması ve madde (yayılma) bazı ile, çeşni (etkileşim) bazının çakışmaması nedeniyle ortaya çıkan bir girişim olgusudur. Bu çalışmada ÇÇS'da nötrino salınımlarının etkisi üzerine
çalışıldı. Gelecekte olası bir ÇÇS nötrinosu gözlemi bize nötrino salınımları ve ÇÇS patlama mekanizması hakkında bilgi sunması açısından oldukça önemlidir. Kurşun bazlı bir dedektör olan HALO-1kT dedektöründe ÇÇS'da açığa çıkan şok dalgasının, burada gözlemlenen nötrino sinyalinin üzerindeki etkisi üzerinde çalıştık. Bu etkinin reaksiyon hızlarında ortaya çıkardığı değişim üzerinde durduk. Sonuçta reaksiyon hızları oranının , nötrino salınmlarının, kollektif salınımlar ve MSW rezonansın etkisiyle zamana bağlı değişen yapısından etkilendiğini ortaya koyduk. Ancak her iki etki altında da bu değişimin oldukça küçük olduğunu gösterdik.

Abstract:
Neutrinos are the second most abundant particles after photons in the universe. They are produced by a variety of sources that include our Sun, the Earth, the Early Universe and explosive environments such as Core-Collapse Supernovae (SN). Neutrinos are weakly interacting particles that can travel over long distances to tell the properties of the environments that produced them. Neutrinos come in three distinct flavors. Each flavor corresponds to one of the charged leptons and they are referred to as electron, muon and tau neutrinos. Neutrino oscillations is now a well-established phenomenon in nature. It is an interference phenomenon among the neutrino mass eigenstates, that occurs since neutrinos are massive, and the matter (propagation) basis and the flavor (interaction) basis do not coincide. In this work, we study the effects of neutrino oscillations in the SN. The observation of neutrinos produced by a SN could bring important information to comprehend the explosion mechanism and to study neutrino propagation in the dense SN environment. In this work we are interested in calculating the response of a lead based detector HALO-1kT to a galactic SN. We consider the possibility of observing the effects of the shock wave propagation on the neutrino signal and work at the changes caused by these effects in the reaction rates. We determined that the ratio of reaction rates changes with time due to the changing character of neutrino flavor transformations by the collective oscillations and the MSW resonance effect. However, in both cases we show that the change in the ratio of event rate is small.