宇宙中最古老的光
当大质量恒星坍缩成中子星或黑洞时，它释放出强度极高的中微子，以至于遥远星系中的恒星爆炸可以在数十亿光年的空间中发送可检测的信号。1987年在Large Magellanic Cloud（一个距离约168,000光年的邻近星系）的超新星中检测到中微子是天体物理学中的里程碑时刻，为宇宙最暴力事件之一开启了新的观测窗口。
但单个近距离超新星是罕见的。绝大多数恒星死亡发生在宇宙学距离，跨越整个138亿年的宇宙历史。它们各自的中微子爆发，在宇宙时间和空间上积分，产生了弥漫在宇宙中的原始中微子背景——微弱的、来自所有方向的、携带从最早结构形成时期到现在的恒星死亡完整历史信息的背景。
这种弥散超新星背景辐射已在理论上被预测了数十年。检测它是中微子天体物理学的下一个伟大目标，新一代深层地下探测器已经处于能够达成它的范围内。
技术挑战
检测弥散超新星背景极其困难。所涉及的中微子是低能的——在数十MeV的范围内——到达速率约为检测器材料每千公吨每年几个事件。将这些真正的天体物理信号与反应堆中微子、大气中微子和探测器内放射性衰变产生的背景区分开，需要具有非凡纯度的巨大探测器，在地下深处运行以抵挡宇宙射线背景。
日本的Super-Kamiokande探测器一直是这一搜索的全球领导者。最近的升级在探测器的水体中加入了钆——这大大提高了识别逆β衰变事件中产生的中子的能力——使探测器达到了足以观察到信号的灵敏度。升级后探测器的初始数据显示了与预期信号相符的令人欣喜的迹象，尽管尚未达到足以进行明确检测声称的统计显著性。
检测会揭示什么
对弥散超新星背景的有把握的检测将产生几个重要的物理测量。信号的总强度限制了总宇宙学超新星速率——在宇宙历史上每单位体积发生了多少次恒星死亡。检测到的中微子的能谱提供了关于产生它们的恒星坍缩平均特性的信息：平均前身质量、平均坍缩动力学以及产生黑洞与中子星的坍缩分数。
这些测量涉及恒星物理学、宇宙学和元素起源的基本问题。超新星是宇宙中大多数重元素的主要来源——铁、镍和在恒星核合成中合成并在超新星爆炸中分散的全套元素。理解过去超新星的速率和特性限制了银河系化学演化模型，最终限制了使像我们这样的行星系统成为可能的条件的宇宙历史。
