We explore the impact of magnetic field on neutrino-matter interactions in core-collapse supernova. We first derive the modified source terms for neutrino-nucleon scattering and neutrino absorption and emission processes in the moment formalism. Then we perform full relativistic three-dimensional, magnetorotational core-collapse supernova simulations of a 20 $M_\odot$ star with spectral neutrino transport. Our simulations treat self-consistently the parity violation effects of magnetic field on the lepton number, energy, and momentum exchanges. The result shows a clear global asymmetry with respect to the equatorial plane in each exchange rate. The asymmetric property arises from two factors: the angle between the neutrino flux and magnetic field and the term, which is parallel to the magnetic field and is also proportional to the deviation of distribution function of neutrinos from thermal equilibrium. The typical correction value amounts to $\sim1$ % relative to the total neutrino-matter interaction rate for the magnetic field strength of $\sim 10^{15-16}$ G. Although these asymmetric properties do not immediately affect the explosion dynamics, our results imply that they would be significant once the neutrinos diffuse out the proto-neutron star core carrying those asymmetries away. We also show that, during our simulation time of $\sim370$ ms after bounce, our results indicate that the correction value due to the modified inelastic scattering process dominates over that of the modified neutrino absorption and emission process.

中文翻译：

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磁场对核心坍缩超新星中微子-物质相互作用的影响

我们探索磁场对核心坍缩超新星中中微子-物质相互作用的影响。我们首先在矩形式主义中推导出中微子-核子散射和中微子吸收和发射过程的修正源项。然后，我们对具有光谱中微子传输的 20 $M_\odot$ 恒星进行了完整的相对论三维磁旋转核心坍缩超新星模拟。我们的模拟自洽地处理磁场对轻子数、能量和动量交换的奇偶违反效应。结果表明，在每个汇率中，赤道平面存在明显的全球不对称性。不对称性源于两个因素：中微子通量和磁场之间的角度以及项，它与磁场平行，也与中微子分布函数与热平衡的偏差成正比。相对于 $\sim 10^{15-16}$ G 磁场强度的总中微子相互作用率，典型的修正值相当于 $\sim1$%。尽管这些不对称特性不会立即影响爆炸动力学，我们的结果表明，一旦中微子扩散出原中子星核心，带走这些不对称性，它们就会很重要。我们还表明，在反弹后 $\sim370$ ms 的模拟时间内，我们的结果表明，由于修正的非弹性散射过程导致的修正值优于修正的中微子吸收和发射过程的修正值。相对于 $\sim 10^{15-16}$ G 磁场强度的总中微子相互作用率，典型的修正值相当于 $\sim1$%。尽管这些不对称特性不会立即影响爆炸动力学，我们的结果表明，一旦中微子扩散出原中子星核心，带走这些不对称性，它们就会很重要。我们还表明，在反弹后 $\sim370$ ms 的模拟时间内，我们的结果表明，由于修正的非弹性散射过程导致的修正值优于修正的中微子吸收和发射过程的修正值。相对于 $\sim 10^{15-16}$ G 磁场强度的总中微子相互作用率，典型的修正值相当于 $\sim1$%。尽管这些不对称特性不会立即影响爆炸动力学，我们的结果表明，一旦中微子扩散出原中子星核心，带走这些不对称性，它们就会很重要。我们还表明，在反弹后 $\sim370$ ms 的模拟时间内，我们的结果表明，由于修正的非弹性散射过程导致的修正值优于修正的中微子吸收和发射过程的修正值。尽管这些不对称特性不会立即影响爆炸动力学，但我们的结果表明，一旦中微子扩散出原中子星核心，将这些不对称性带走，它们就会很重要。我们还表明，在反弹后 $\sim370$ ms 的模拟时间内，我们的结果表明，由于修正的非弹性散射过程导致的修正值优于修正的中微子吸收和发射过程的修正值。尽管这些不对称特性不会立即影响爆炸动力学，但我们的结果表明，一旦中微子扩散出原中子星核心，将这些不对称性带走，它们就会很重要。我们还表明，在反弹后 $\sim370$ ms 的模拟时间内，我们的结果表明，由于修正的非弹性散射过程导致的修正值优于修正的中微子吸收和发射过程的修正值。