Impact of neutrino oscillations on the r-process in different astrophysical scenarios

Autores
Sáez, María Manuela; Fushimi, Keiko Juliana; Mosquera, Mercedes Elisa; Civitarese, Enrique Osvaldo
Año de publicación
2021
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
In this work, we studied the production of heavy-mass elements, through the rapid neutron-capture mechanism (r-process), associated with different astrophysical scenarios. Since the r-process consists on captures of neutrons followed by /3-decays, if sterile neutrinos exist, a reformulation of the weak-decay rates due to the presence of massive neutrinos and sterile neutrinos, is needed. These rates are used to compute the abundances of the heavy elements produced in core-collapse supernova and neutron-star mergers and then ejected to the interstellar medium. We show how the abundances are affected if the active-sterile neutrino oscillations are considered in the formalism. We found that the best agreement between theoretical and experimental data is given when active-sterile neutrino mixing angle is sin2 (2^14) = 0.23 and when the neutron-star merger environment is dominant (about 70% of the production of the total heavy nuclei abundance).
En este trabajo, estudiamos la producción de elementos pesados a través del mecanismo de captura rápida de neutrones (proceso-r), asociado a diferentes escenarios astrofísicos. Como el proceso-r consiste en la captura de neutrones seguida de decaimientos β, si los neutrinos estériles existen, es necesaria una reformulación de las tasas de desintegración débil debido a la presencia de neutrinos masivos y estériles. Estas tasas se utilizan en las cadenas de reacciones para el cálculo de abundancias de elementos pesados (por ejemplo en supernovas por colapso de núcleo y fusiones de estrellas de neutrones) que luego son expulsados al medio interestelar. Mostramos cómo se ven afectadas las abundancias si las oscilaciones de neutrinos activo-estériles son consideradas en el formalismo. Encontramos que nuestros resultados teóricos reproducen mejor las observaciones cuando consideramos un ángulo de mezcla de neutrinos activo-estéril de sin2 (2^44) = 0.23 y como fuente dominante a la fusión de estrellas de neutrones (responsable del 70% de la abundancia total de núcleos pesados).
Asociación Argentina de Astronomía
Materia
Ciencias Astronómicas
astroparticle physics
neutrinos
nuclear reactions, nucleosynthesis, abundances
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
SEDICI (UNLP)
Institución
Universidad Nacional de La Plata
OAI Identificador
oai:sedici.unlp.edu.ar:10915/176396

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En este trabajo, estudiamos la producción de elementos pesados a través del mecanismo de captura rápida de neutrones (proceso-r), asociado a diferentes escenarios astrofísicos. Como el proceso-r consiste en la captura de neutrones seguida de decaimientos β, si los neutrinos estériles existen, es necesaria una reformulación de las tasas de desintegración débil debido a la presencia de neutrinos masivos y estériles. Estas tasas se utilizan en las cadenas de reacciones para el cálculo de abundancias de elementos pesados (por ejemplo en supernovas por colapso de núcleo y fusiones de estrellas de neutrones) que luego son expulsados al medio interestelar. Mostramos cómo se ven afectadas las abundancias si las oscilaciones de neutrinos activo-estériles son consideradas en el formalismo. Encontramos que nuestros resultados teóricos reproducen mejor las observaciones cuando consideramos un ángulo de mezcla de neutrinos activo-estéril de sin2 (2^44) = 0.23 y como fuente dominante a la fusión de estrellas de neutrones (responsable del 70% de la abundancia total de núcleos pesados).
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