Additional Light Sterile Neutrinos and Cosmology
诱人的宇宙学和地球证据表明，轻中微子的数量可能大于3，激发了对额外轻物质的宇宙学界限的仔细重新检查。大爆炸核合成限制了核合成过程中存在的相对论中微子种类的数量，$N_{eff}^{BBN}$，而CMB角功率谱的测量限制了物质辐射相等时相对论中微子的有效能量密度，$N_{eff}^{CMB}$。在许多情况下，新的无菌中微子种类可能对$ΔN_{eff}^{BBN}$和$ΔN_{eff}^{CMB}$有不同的贡献，其质量可能与调和宇宙学约束和地球上各种中微子振荡的说法有关。我们考虑的情况下，两个不育中微子和探讨是否部分热化的不育状态可以缓解之间的紧张关系的宇宙学约束$N_{eff}^{BBN}$和地球上的数据。然后，我们研究了非零中微子质量对辐射丰度的影响，发现质量高于0.5 eV的中微子的$ΔN_{eff}^{CMB}$减少了5%以上。虽然我们在这里研究的影响可能会发挥作用，但我们发现，另外两种轻不育中微子种类不能在95%的置信水平下拟合所有数据。
2013-04-10 astro-ph.CO hep-ph
Light sterile neutrino production in the early universe with dynamical neutrino asymmetries
近年来，人们提出了用轻的惰性中微子与活跃中微子混合来解决短基线振荡实验中观测到的各种异常现象。这些中微子也可以由早期宇宙中活跃中微子的振荡产生，在不同的宇宙学观测值上留下可能的痕迹。在这里，我们进行了更新的研究中微子动力学方程在（3+1）和（2+1）振荡计划，动态演变的原始不对称性的活动中微子，并考虑第一次CP破坏的影响。在没有中微子不对称性的情况下，eV质量尺度的无菌中微子将完全热化，从而与CMB，LSS和BBN数据产生紧张关系。在过去的文献中，主动中微子的不对称性被认为是通过抑制介质中的无菌-主动混合角来抑制无菌中微子产生的一种方法。然而，中微子的不对称性也允许共振的无菌中微子产生。我们发现，如果活性物种具有相等的不对称性L，则需要值|L| =10^{-3}来开始抑制共振无菌产生，大约比先前预期的大一个数量级。当活性物质具有相反的不对称性时，不育丰度进一步增强，需要甚至更大的|L| \simeq 10^{-2}来开始抑制它们的产生。在后一种情况下，违反CP（自然预期）进一步加剧了这一现象。宇宙学观测的一些后果进行了简要的讨论：例如，它是可能的，温和的supplement的不育物种生产与显着的光谱扭曲的活性中微子物种，特别是BBN的潜在有趣的现象学后果。
2012-09-24 astro-ph.CO hep-ph
Sterile neutrino production in models with low reheating temperatures
通过数值求解相应的玻尔兹曼方程，我们研究了在低再加热温度模型中无菌中微子的产生。我们考虑到生产的振荡，以及在直接衰变和计算的不育中微子原始谱，中微子物种的有效数量，和不育中微子贡献的质量密度的宇宙作为一个函数的混合和再加热参数。结果表明，具有不可忽略的混合角的不育中微子不一定导致$N_ν\sim 4$，不育中微子可能具有正确的遗迹密度来解释宇宙的暗物质。如果暗物质由振荡产生的无菌中微子组成，X射线测量就对再加热温度$\tr\gtrsim 7\mev$设定了一个严格的限制。我们还指出，直接衰变开辟了一个新的生产机制，不育中微子暗物质，宇宙学约束可以满足。
2007-06-01 hep-ph
A Sterile Neutrino Needed for Heavy-Element Nucleosynthesis
中微子质量混合方案成功地避免了“阿尔法效应”，允许在超新星的中微子加热的喷出物中进行r-过程核合成，完全独立地需要与最适合当前所有中微子质量指示的方案相同的参数。对粒子物理学的意义在于这一独立证据表明：（1）至少有一个轻无菌中微子nu_s;（2）从较低质量nu_mu-nu_s双重态分裂出近最大混合nu_mu-nu_tau双重态;（3）nu_mu-nu_e混合>~ 10^-4;（4）双峰之间的分裂（通过nu_mu-nu_e质量差测量）>~ 1 eV^2，有利于LSND范围的上部。如果正确的话，那么质量微小的中微子与无菌物质混合，对大质量物体和最重元素的产生深远的影响，这是诱人的。
2000-03-24 hep-ph
Restrictions on the lifetime of sterile neutrinos from primordial nucleosynthesis
我们分析了质量在1-140 MeV范围内的衰变无菌中微子对原始氦-4丰度的影响，明确地解决了所有粒子种类的玻尔兹曼方程，考虑到中微子味振荡，并特别注意系统的不确定性。我们表明，氦丰度只取决于无菌中微子的寿命，而不是活跃的无菌混合的方式之间的味道分布，并推导出上界的寿命。我们还证明了Izotov和Thuan [arXiv：1001.4440]最近的结果，他们发现氦-4丰度的标准原始核合成值比预测的高2 σ，与等离子体中存在寿命为0.01-2秒的无菌中微子一致。这些粒子的衰变扰乱了（去耦的）中微子的光谱，并加热了光子，改变了中微子与光子的能量密度比，这可以解释为在复合时期有额外的中微子种类。
2012-09-19 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological constraints on a light non-thermal sterile neutrino
虽然MiniBooNE实验已经严重限制了轻不育中微子的可能存在，但在振荡数据中仍然存在一些异常，并且额外的轻物质作为次主导热（或暖）成分的可能性仍然很有趣。在许多模型中，这种物质在早期宇宙中处于热平衡状态，与活跃的中微子具有相同的温度，但事实并非如此。在这项工作中，我们拟合了最新的宇宙学数据与扩展的LambdaCDM模型，包括轻文物的质量通常在0.1 - 10 eV的范围内。首先，我们提供了一些几乎与模型无关的约束，其电流密度和速度色散，第二，一些约束，其质量，假设它们包括在早期去耦热遗迹，或在非共振产生的不育中微子。我们的结果可以用来约束大多数粒子物理动机的模型与三个活跃的中微子和一个额外的轻物种。例如，我们发现，在3 σ置信水平下，质量m_s = 2 eV的无菌中微子，只要它是热分布的（T_s/T_nu）< 0.8，或非共振产生的（Delta N_eff）< 0.5，就可以用数据来容纳。当质量增加时，边界变得非常紧。当m_s <0.9eV时，在相同的置信水平下，该数据与标准热化中微子的数据是一致的。
2008-12-12 astro-ph hep-ph
Sterile Neutrinos in a Grand Unified Model
最近的实验结果表明，中微子振荡可能强烈地表明，至少需要一个以上的轻中微子物种，以协调现有的数据。在简单的大统一理论框架中，这一事实似乎很难保持夸克和轻子之间的平行性。在这封信中，我们研究了一个SO（10）大统一模型，除了已知的三代外，还增加了一对额外的世代。利用GUT关系，得到的中微子质量矩阵自然地表明，SU（2）单重（无菌）中微子中有一个非常轻，并且与μ子中微子有很大的混合，这可以解释大气中的中微子异常现象，同时也提供了热的暗物质中微子.太阳中微子问题可以通过与夸克混合一致的μ中微子混合来解决，即Cabibbo角。
1998-06-18 hep-ph
Reconciling sterile neutrinos with big bang nucleosynthesis
我们重新审视大爆炸核合成（BBN）的中微子与不育物种的混合界限。这些界限依赖于假设残余中微子不对称性$L_ν$非常小。我们表明，$L_ν$足够大（大于约$10^{-5}$）的标准BBN界限不适用。我们将这个结果应用到大气中微子异常的无菌中微子解中，并表明对于$L_ν > 7 \times 10^{-5}$，它与BBN是一致的。与电子中微子混合的无菌中微子的BBN边界也可以被大大削弱。
1995-11-08 astro-ph hep-ph
Sterile neutrinos and supernova nucleosynthesis
一个轻的无菌中微子物种已被引入，以解释太阳和大气中微子的困惑和LSND实验的结果，同时提供了一个热的组成部分的暗物质。采用这个计划的中微子质量和混合，我们展示了如何增强的活动-无菌中微子转换，然后由活动-活动中微子转换可以解决强有力的中子赤字问题的r-过程与中微子加热的超新星喷出物相关的核合成模型。
1999-10-09 astro-ph hep-ph nucl-th
New Supernova Constraints on Sterile Neutrino Production
我们考虑了在原中子星冷却过程中由$ν_e$散射产生轻无菌中微子物质$ν_S$的可能性。如果我们用参数$A$作为$σ(ν_e X\rightarrow ν_S X) = A σ(ν_e X\rightarrow ν_e X)$来参数化无菌中微子产生截面，其中$X$是电子、中子或质子，我们表明，在无菌中微子俘获区和电子中微子俘获区之间的区域中，$A$受到$ν_e$到$ν_S$的转换的限制。此考虑不包括在$10^{-4} \la A \la 10^{-1}$之间范围内的$A$值。
1996-05-18 astro-ph hep-ph
Dark population transfer mechanism for sterile neutrino dark matter
本文提出一种暗粒子数转移机制：先由活性中微子退相干产生重惰性中微子，再通过自相互作用散射和衰变转移给更轻、混合更弱的惰性中微子，从而构成可规避现有约束但未来可探测的暗物质。
2024-02-21 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino Portal to Extra Dimensions: Unified Origin of Dark Radiation, Dark Matter, and Neutrino Decay
提出统一框架，利用大额外维度中的无菌中微子与马约龙耦合，同时解释暗辐射、暗物质及中微子衰变，并给出玻尔兹曼演化与可行参数空间。
2025-06-18 hep-ph
Unveiling secret interactions among sterile neutrinos with big-bang nucleosynthesis
短基线中微子异常表明存在低质量（m \sim O（1）~eV）的无菌中微子ν_s。在早期宇宙中，这些粒子会通过活跃中微子的振荡而有效地产生，导致无菌态的热布居，这似乎与宇宙学观测不相容。为了缓解这种紧张关系，最近有人推测，由大质量规范玻色子X（M_X << M_W）介导的不育中微子之间的新的“秘密”相互作用，由于产生大的物质势项，可以抑制或抑制不育中微子热化。然而，我们注意到，它们也在无菌中微子部分产生强碰撞项，在遇到物质共振后诱导有效的无菌中微子产生，增加它们对相对论粒子种类N_ eff数量的贡献。此外，在温度T \lesssim几MeV处发生共振的ν_s-ν_s相互作用的参数值，在电子（反）中微子谱中产生显著的畸变，改变了大爆炸核合成（BBN）中轻元素的丰度。使用本确定的$^4$他和氘原始丰度，我们确定的BBN约束的模型参数。我们发现，如果假设重子密度为普朗克实验的最佳拟合值Ω_B h ^2 = 0.02207，则$^2$ H/H密度比排除了大部分的参数空间，而当Ω_B h ^2 =0.02261时（95% C. L. Planck的上界由于实验测定的误差较大，氦的质量分数Y_p没有给出明显的界限。
2014-11-15 astro-ph.CO hep-ph
Multiple Populations of Same Sterile Neutrino as Dark Matter
本文提出同一惰性中微子可由多种机制形成冷热共存的多种群，给出四类产生情景并确定其可显著贡献暗物质丰度的质量区间。
2025-07-23 astro-ph.CO hep-ph
Confusing Sterile Neutrinos with Deviation from Tribimaximal Mixing at Neutrino Telescopes
阐述了中微子望远镜中额外的不育粒子对超高能中微子流的影响。我们使用三种类型的众所周知的通量比，并比较这些通量比的值，在存在的无菌中微子，与预测的偏离tribimmaximal混合计划。我们表明，在即将到来的中微子望远镜，它很容易混淆的签名之间的不育中微子的偏离tribimalummixing。我们还表明，如果测得的通量比获得的值远远超出了标准的情况下，只有三个活跃的中微子预测的范围，它可能会告诉存在额外的不育中微子通过观察超高能中微子在未来的中微子望远镜。
2007-10-17 astro-ph hep-ex hep-ph
Four-neutrino oscillation solutions of the atmospheric neutrino anomaly
在四种中微子（三种活跃中微子和一种惰性中微子）和两个分离的双峰的质量谱的背景下，我们分析了大气中微子反常在ν_μ-->ν_τ和ν_μ-->ν_s振荡之间平滑插值的解。我们指出，虽然Super-Kamiokande数据不支持纯ν_μ-->ν_s通道，但并不排除除了ν_μ-->ν_τ通道之外，还存在着一个幅度相当大的通道。高能μ子数据似乎是至关重要的，在评估活动和无菌中微子振荡的相对幅度。定性地表明，这种大气ν解与太阳中微子问题的类似解是相容的，后者涉及到ν_e在无菌态和活跃态的振荡。
2000-12-13 hep-ph
Evolution of Tau-Neutrino Lepton Number in Protoneutron Stars due to Active-Sterile Neutrino Mixing
本文提出一种近似方法，研究核心坍缩超新星原中子星中τ中微子与惰性中微子的混合，追踪τ轻子数演化，并讨论进一步精确研究的改进方向。
2023-09-22 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino Moments and the Magnetic Primakoff Effect
如果不同种类的中微子具有跃迁的磁矩，则在核的库仑场中可以发生种类之间的转换。在狄拉克中微子的情况下，这对应于活性到无菌的转换，而在马约拉纳中微子的情况下，转换发生在活性物质之间。转换截面随入射中微子能量的增加而增大。形式主义也适用于一种新型的实验，旨在测试存在的“卡门异常”。
1996-03-06 hep-ph
Production and Evolution of Perturbations of Sterile Neutrino Dark Matter
无菌中微子，即没有标准模型耦合的费米子[SU（2）单线态]，被标准模型的大多数扩展所预测，并且可能是暗物质。我描述了这种暗物质候选者在早期宇宙中的非热产生和线性微扰演化。我计算生产无菌中微子暗物质，包括弗里德曼动力学的夸克强子过渡和粒子的人口，有限温度的有效质量的活性中微子由于热轻子的存在下，和加热的耦合物种由于在等离子体中的自由度的消失的改变。这些效应使无菌中微子具有非平凡的动量分布。我还计算了在早期宇宙中通过线性制度的不育中微子密度扰动的演变，并提供了一个合适的函数形式的传递函数描述抑制这种温暖的暗物质候选人的小尺度波动。这里提出的结果与以前的工作定量不同，因为这里包含了生产时期的相关物理效应。
2006-03-06 astro-ph hep-ph
The influence of the effective number of active and sterile neutrinos on the determination of the values of cosmological parameters
在目前的工作中，我们考虑的影响，一个假设的不育中微子（eV尺度的质量）的宇宙学参数的测定。如果检测到它，将有必要将其纳入$Λ\rm CDM$模型，其质量$m_{\rm s}$和混合角$θ_{s}$的固定值，这是通过本文使用的主要方法。除此之外，跷跷板机制要求至少有两个不育状态，其中一个比活跃状态重得多。较重的无菌状态（$m_{s}\sim1$ keV）会衰变并增加有效的活跃中微子数。因此，还研究了相对论性中微子种类$N_{\rm eff}$的有效数量变化的影响，这可能是由例如上述无菌中微子的衰变过程以及导致残余中微子$T_{\rm CνB}$温度升高的过程引起的。在这项工作中研究的影响导致宇宙学参数的估计，包括$H_{0}$的值的显着变化。已经发现，对质量为$m=1$和$2.7$ eV的无菌中微子的计算导致当前哈勃参数值$H_{0}$的估计值降低，因此加剧了"$H_{0}$ -张力“问题。相反，相对论性中微子种类的有效数目的值的增加导致$H_{0}$估计值的增加，解决了上述在$N_{\rm eff}=3.0+0.9$处的问题，这相当于中微子温度增加到$T ^{\,0}_{\rm CνB}=1.95+0.14\,\rm K$。与此同时，其余的宇宙学参数没有显著变化，使我们处于标准$Λ\rm CDM$模型的框架内。
2023-02-10 astro-ph.CO hep-ph
The strongest bounds on active-sterile neutrino mixing after Planck data
在早期宇宙中，活跃中微子的振荡可以激发出轻的惰性中微子。它们的性质可以通过它们作为额外辐射的贡献来限制，这些额外辐射可以用中微子种类的有效数量N_ eff和今天的宇宙能量密度Ω_ν h ^2来参数化。这两个参数都已通过普朗克卫星实验测量到相当高的精度。我们用这个结果来更新（3+1）无菌中微子情形的参数空间的边界，其中活性-无菌中微子的质量平方分裂在（10^{-5}-10^2）eV ^2范围内。我们认为正常和倒置的质量排序的活跃和不育状态。第一次，我们考虑到两个非零的积极-无菌混合角的可能性。我们发现，边界是更严格的比在实验室实验中得到的。这导致了与轻无菌中微子的短基线暗示的强烈张力。为了消除这种分歧，需要修改标准宇宙学的假设，例如大的原始中微子不对称性。
2013-06-07 astro-ph.CO hep-ph
Resonant Production of Light Sterile Neutrinos in Compact Binary Merger Remnants
由于持续的实验异常，eV质量的不育中微子的存在并不被排除。即将到来的中子星合并残留物的多信使探测可以间接限制这些粒子的存在。我们探讨了两种味道的情况下（1个活动+1无菌物种）的无菌中微子混合参数，中微子从吸积环的发射角，并合并残留物的时间演化的函数的活性-无菌味转换现象。环面的几何形状和中子丰度的残余物是负责发生多个共振活跃无菌转换。共振的数量强烈地依赖于中微子发射方向上面或里面的残余环面，并导致大量生产的不育中微子（和反中微子）在极轴附近，以及更多的不育反中微子比中微子在赤道地区。随着黑洞环面随时间的演化，较浅的重子密度负责更多的绝热味转换，导致质量混合参数空间的较大区域受到味混合的影响。我们的研究结果意味着无菌状态的产生可能对磁盘冷却速率，其流出量和相关的电磁可观测量产生间接影响，这些影响仍有待评估。
2022-12-13 astro-ph.HE hep-ph
Probing secret interactions of eV-scale sterile neutrinos with the diffuse supernova neutrino background
虽然有三种“活跃”中微子与误差条内的混合角结果一致，但有一些异常可能是超出标准模型的物理学暗示，该模型可以容纳第四种主要是“无菌”的中微子物质，其质量为eV级，混合角为$θ_0\simeq 0.1$级的活跃中微子。我们描述了一个eV尺度的不育中微子的情况下，通过一个新的规范矢量玻色子，一个“秘密”的调解人$ϕ$的自相互作用。我们表明，它们的生产在早期宇宙通过混合与活跃的中微子是一致的大爆炸核合成和自由流的限制在宇宙微波背景时代。对于keV的$M_ϕ=4-8$和无菌中微子耦合$g_s=10^{-4}$，我们发现扩散的超新星中微子与在向地球传输过程中残留的无菌中微子的共振相互作用会引起中微子通量的光谱下降。我们说明了相应的（反）中微子事件分布作为一个功能的能量在DUNE（超神冈）探测器。
2020-12-10 astro-ph.HE hep-ph
Inflation, (P)reheating and Neutrino Anomalies: Production of Sterile Neutrinos with Secret Interactions
一些实验异常现象暗示至少存在一个额外的（非常轻的）无菌中微子。然而，这样一种物质，与活跃的中微子明显混合，是不利于不同的宇宙学观测，如大爆炸核合成（BBN），宇宙微波背景（CMB）和大尺度结构（LSS）。最近，研究表明，在不育中微子扇区中通过光玻色子介质存在额外的相互作用，可以通过介质引起的类物质效应抑制活性中微子产生不育中微子，从而使这种情况在宇宙学上可行。这个机制的工作原理假设这个无菌扇区的初始粒子数相对于标准模型（SM）粒子的粒子数是可以忽略不计的，在产生活跃的中微子之前。然而，有公平的机会，这样的玻色子介质可能耦合到暴胀子，并可以在（p）再加热时期大量产生。因此，他们可能会破坏这个假设的初始小密度的不育区。在这篇文章中，我们，从通货膨胀，调查的生产过程中（p）再加热在一个大的领域通货膨胀的情况下，这样一个无菌部门，并确定参数区域，允许一个可行的早期宇宙宇宙学。
2019-10-10 astro-ph.CO hep-ph
Thermalisation of sterile neutrinos in the early Universe in the 3+1 scheme with full mixing matrix
在一个3+1方案的框架下，考虑到全$4\times4$混合矩阵，我们考虑了早期宇宙中无菌中微子的热化。中微子能量分布的演变被发现解决动量依赖的动力学方程与完整的对角碰撞条款，在以前的分析味中微子去耦在标准的情况下。无菌状态的热化程度示出的中微子的有效数量，$N_{\rm eff}$，和它的依赖于三个额外的混合角（$θ_{14}$，$θ_{24}$，$θ_{34}$）和平方质量差$Δm^2_{41}$进行了讨论。我们的结果是相关的固定的第四轻中微子物种的宇宙学能量密度，其值是非常好的约束最终普朗克分析的贡献。对于短基线中微子实验的活性-无菌混合参数的优选区域，我们发现第四状态是完全热化的（$N_{\rm eff}\simeq 4$）。
2019-07-09 astro-ph.CO hep-ph
Collisional production of sterile neutrinos via secret interactions and cosmological implications
无菌中微子之间的秘密相互作用最近被提出来作为一种逃避途径，以调和eV无菌中微子的暗示，从短基线异常与宇宙学观测。特别是在耦合g_X \gtrsim 10^{-2}和规范玻色子介体$X$与$M_X \lesssim 10$ MeV的模型中，在中微子退耦之前，大的物质势抑制了无菌中微子的产生。在这样的参数范围选择下，大爆炸核合成是保持不变的，也没有给模型带来任何限制。然而，我们表明，在较低的温度下，当活跃的无菌振荡不再是物质抑制，无菌中微子仍然在碰撞制度，由于他们的秘密自相互作用。真空振荡和碰撞之间的相互作用导致了散射诱导的消相干产生的不育中微子的快速。这个过程是不同中微子种类之间味道平衡的原因。我们探讨了这种大的不育中微子人口的宇宙学观测值的影响。我们发现，强秘密相互作用的签名将减少中微子的有效数量$N_{\rm eff}$在物质辐射平等下降到2.7。此外，对于$M_X \gtrsim g_X$ MeV，无菌中微子在变为非相对论性之前将是自由流，它们将影响大尺度结构功率谱。因此，对于这个范围内的参数，我们发现一个紧张的eV质量无菌状态与宇宙学中微子质量边界。
2014-12-16 astro-ph.CO hep-ph
The case for mixed dark matter from sterile neutrinos
惰性中微子是通过质量矩阵与活性中微子混合的SU（2）单线态，其对角化导致质量本征态通过标准模型顶点耦合。我们在一组最小的假设下研究了重中微子通过标准模型带电和中性流顶点的宇宙学产生：i）质量基包含重中微子的层次结构，ii）这些重中微子与活性（味）中微子的混合角非常小，iii）标准模型粒子，包括轻（类活性）中微子处于热平衡.产生类活性中微子的相同弱相互作用过程也产生较重的物质。我们介绍了动力学方程，描述他们的生产，冻结和衰变，并讨论了各种过程，导致他们的生产在很宽的温度范围内评估其可行性作为暗物质候选人。我们确定的过程中，有限的温度集体激发导致生产的重物种。作为一个具体的例子，我们考虑生产的重中微子从π衰变后不久，QCD交叉，包括有限的温度修正的π形状因子和质量。我们认为不同的衰变通道，允许生产的重中微子显示其冻结的分布函数表现出“运动学纠缠”的影响，并认为它们的可行性混合暗物质的候选人。我们讨论了丰度，相空间密度和稳定性的限制，并认为，重中微子的寿命$τ> 1/H_0$冻结出本地的热平衡，和\emph{conjecture}，那些与寿命$τ\ll 1/H_0$可能会发生级联衰变到较轻的DM候选人和/或注入非LTE中微子到宇宙中微子背景。我们提供了一个比较与非共振生产通过积极无菌混合。
2016-06-07 astro-ph.CO hep-ph
Massive sterile neutrinos in the early universe: From thermal decoupling to cosmological constraints
我们考虑相对较重的中微子$ν_H$，主要是对无菌状态$ν_s$的贡献，其质量在10 MeV $\lesssim m_s \lesssim m_π \sim 135$ MeV范围内，这是在早期宇宙中涉及活跃中微子的碰撞过程中热产生的，并在QCD相变后冻结。如果这些中微子在主动中微子去耦后衰变，它们会产生额外的中微子辐射，但也有助于熵产生。因此，它们改变了中微子种类$N_{\rm eff}$的有效数的值，例如通过宇宙微波背景（CMB）测量的，以及影响原始核合成（BBN），特别是${}^4$ He的产生。我们提供了一个详细的说明有关玻尔兹曼方程的解决方案。我们还确定了当前普朗克卫星数据所允许的参数空间，并预测了未来第4阶段地基CMB观测所探测的参数空间，预计将匹配或超过BBN灵敏度。
2021-07-31 astro-ph.CO hep-ph
Big Bang Nucleosynthesis and Active-Sterile Neutrino Mixing: Evidence for Maximal Mu Neutrino <-> Tau Neutrino Mixing in Super Kamiokande?
我们讨论了大爆炸核合成的最大$ν_μ\leftrightarrowν_s$混合的限制。真空$ν_μ\leftrightarrowν_s$振荡被认为是超级神冈中微子观测数据的一种可能解释。基于最新的原始丰度测量结果，我们发现大爆炸核合成（BBN）的有效中微子种类数为$N_ν\la 3.3$.假设所有三个活跃的中微子都是轻的（质量为$\ll 1$ MeV），我们在两种情况下研究了BBN对$ν_μ\leftrightarrowν_s$混合的约束：（1）可以忽略的轻子不对称性（标准图片）;（2）存在一个大的轻子不对称性，这是由$ν_τ\leftrightarrowν_{s'}$混合放大引起的（$ν_{s'}$是$ν_s$或另一种无菌中微子）。后一种方案最近已经被提出来调和BBN约束和大角度$ν_μ\leftrightarrowν_s$混合。我们发现，大角度$ν_μ\leftrightarrowν_s$混合在第一种情况下，这将产生$N_ν\approx 4$，被排除作为超级神冈数据的解释。在第二种情况下，$ν_μ\leftrightarrowν_s$解有可能避开BBN边界，但前提是满足200 eV $^2\la m^2_{ν_τ}-m^2_{ν_{s'}}\la 10^4$ eV $^2$，并且$ν_τ$以寿命$\la 10^3$年非辐射衰变。如果$ν_{s'}$比$ν_τ$轻得多，则该质量…
1998-12-21 astro-ph hep-ph
Large neutrino mass in cosmology and keV sterile neutrino dark matter from a dark sector
该研究提出扩展跷跷板模型，通过暗扇区U(1)规范相互作用使暗物质与标准模型微中子热平衡，抑制活跃中微子丰度，从而调和宇宙学中微子质量与暗物质问题，并预言有效中微子种类数微增，可被未来CMB任务探测。
2025-04-19 astro-ph.CO hep-ph
Constraints On Radiative Neutrino Mass Models From Oscillation Data
利用新的中微子振荡数据，研究了三中微子Zee模型及其推广的三个活跃粒子和一个不育粒子.我们得到的混合角在太阳振荡的中微子质量平方差的解析关系。对于四个中微子的情况，我们得到了$\mathsf{sin^2 2 θ_\odot \approx 1 - [ (Δm^2_{Atm})^2/(4 Δm^2_{LSND} Δm^2_\odot) ]^2}$的结果，它可以容纳大混合和小混合的情况。我们表明，在这个框架内，虽然SMA-MSW和LMA-MSW的解决方案可以很容易地容纳，这将是难以调和的低QVO解决方案。我们还评论了现象学可行的纹理内的活性无菌混合物。
2001-12-15 hep-ph
Probing $f(R)$ cosmology with sterile neutrinos via measurements of scale-dependent growth rate of structure
本文利用宇宙微波背景观测、重子声振荡观测和线性增长率测量，对$f(R)$引力的无量纲康普顿波长参数$B_0$和无菌中微子质量进行了约束。由于$f(R)$模型和无菌中微子通常预测的尺度依赖的增长率，我们利用在不同的波数箱测量的增长率数据与理论增长率近似尺度无关的每个箱。所用的增长率数据来自$z=0$的五个波数仓中的特有速度测量，以及$z=0.25$和$z=0.37$的一个波数仓中的红移空间畸变测量。通过单独约束$f(R)$模型，我们得到了$\log_{10}B_0<-4.1$的严格的95%的上限.当我们同时约束$f(R)$模型和无菌中微子质量时，由于两个参数之间的简并性，这个结果稍微减弱为$\log_{10}B_0<-3.8$（在2 $σ$水平）。对于大质量无菌中微子参数，我们得到了$f(R)$模型中的有效无菌中微子质量$m_{ν,{\rm{sterile}}}^{\rm{eff}}<0.62$ eV（2 $σ$）和有效相对论性粒子数$N_{\rm eff}<3.90$（2 $σ$）.作为比较，我们还在标准$Λ$ CDM模型中获得了$m_{ν,{\rm{sterile}}}^{\rm{eff}}<0.56$ eV（2 $σ$）和$N_{\rm eff}<3.92$（2 $σ$）。
2015-03-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Update on neutrino mixing in the early Universe
从目前宇宙学观测的CMB和核丰度，我们表明，与一个分析程序，总有效数的额外中微子物种$ΔN_ν^{\rm tot}< 0.3$。我们还描述了在未来的CMB观测中可能发现的非标准效应的可能特征。这种宇宙学的信息，然后应用到中微子混合模型。考虑到最近的结果从SNO和SuperKamiokande实验，不赞成纯活性到无菌中微子振荡，我们表明，所有4个中微子混合模型，2+2和3+1型，导致完全热化的无菌中微子味。此外，这样一个无菌中微子生产排除了电子中微子不对称性产生的可能性，我们得出结论，$ΔN_ν^{\rm tot}\simeq 1$，在宇宙学约束的分歧。在初始中微子不对称性很小的假设下，这个结果是有效的。我们建议存在第二种无菌中微子味，具有混合特性，例如产生大的电子中微子不对称性，作为一种可能的出路。
2001-10-24 astro-ph hep-ph
Active-active and active-sterile neutrino oscillation solutions to the atmospheric neutrino anomaly
我们执行一个适合的完整的数据集对应于33.3千吨-年的数据的超级神冈实验以及所有其他的实验，以比较两个最有可能的解决方案，大气中微子异常的振荡方面的$ν_μ\to ν_τ$和$ν_μ\to ν_s$通道。使用国家的最先进的大气中微子通量，我们已经确定了两个通道的振荡参数的允许区域。我们发现，$Δm^2$值的积极无菌振荡（无论是积极的和消极的$Δm^2$）是高于$ν_μ\to ν_τ$的情况下，增加超级神冈样品稍微有利于$ν_μ\to ν_τ$振荡到一个无菌物种$ν_s$，$ν_μ\to ν_s$，不利$ν_μ\to ν_e$。我们还给出了在每个可能的振荡通道的最佳拟合点的天顶角分布预测。最后，我们将我们对大气中微子振荡参数的测定与未来长基线实验K2 K、MINOS、ICARUS、OPERA和NOE的预期灵敏度进行了比较。
1998-09-28 astro-ph hep-ex hep-ph
L_e + L_μ- L_τ- L_s Symmetry and a Mixed 2+2 Scenario for Neutrino Oscillations
SuperKamiokande和SNO实验的最新结果对同时解释太阳、大气和LSND中微子振荡数据所需的三种活性物质与轻无菌中微子ν_s的可能混合设置了严格的限制。一个一致的方案已经出现了从全球分析的数据，其中两个中微子几乎简并的质量为1电子伏特，这与两个较轻的状态显着混合。我们基于L_e + L_μ- L_τ- L_s对称性（L_i表示第i轻子数）给出了这种混合2+2振荡方案的实现.这种轻子数对称性被ν_s的一个小质量项打破，导致大气和太阳中微子振荡都需要大的混合。在此方案中导出了中微子振荡参数的求和规则，并与现有数据相一致。这些模型预测U_{e3} = 0.02-0.03，这可以作为这个想法的测试。我们还提出了规范模型的基础上的镜像扩展的标准模型，自然会导致轻不育中微子所需的混合模式。
2001-10-17 hep-ph
Neutrino induced reactions in core-collapse supernovae: effects on the electron fraction
中微子引发的反应是恒星演化等天体物理过程的基本组成部分。中微子振荡的存在会影响核电弱衰变的速率，而核电弱衰变参与了决定恒星命运的事件链。在感兴趣的过程中，核心坍缩超新星中重元素的产生强烈依赖于中微子性质，例如不同种类中微子之间的混合。在这项工作中，我们研究了中微子振荡对电子分数作为中微子混合参数的函数的影响，两个计划：$1+1$计划（一个活动中微子和一个无菌中微子）和$2+1$计划（两个活动中微子和一个无菌中微子）。我们已经进行了这种分析，考虑核心坍缩超新星，并确定所需的物理条件，以激活核反应链参与r-过程。我们发现中微子与物质的相互作用以及它们之间的相互作用以及中微子球中初始的无菌中微子数量可能会改变电子分数，从而影响r过程的开始。我们已经设置了约束的活性-无菌中微子混合参数。它们是质量差平方$Δm^2_{14} $、混合角$\sin^2 2θ_{14}$和惰性中微子占据的阻碍因子$ξ_s $。计算已进行了不同值的$X_α$，这是部分的$α$ -粒子。对于$X_α=0$，如果是$Δm^2_{14} \geq 2 \, {\rm eV}^2 $、$\sin^2 2θ_{14} < 0.8 $和$ξ_s < 0.5$，则发生r过程。对于较大的$X_α$值，参数的区域大大减小。目前的结果进行了比较，在文献中的结果。
2018-08-09 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Signatures of Bulk Neutrinos in the Early Universe
本研究围绕体中微子相关的大额外维度理论，重新梳理宇宙学可观测量对惰性中微子Kaluza-Klein塔的约束，探讨低再加热温度下放宽约束适配近微米级额外维度的可能，以及正信号下的区分方法。
2024-10-04 astro-ph.CO hep-ph
Testing the very-short-baseline neutrino anomalies at the solar sector
在eV尺度的新的不育中微子物种的积累提示的动机，我们探索这样一个假设对太阳扇区现象学的后果。在介绍了描述太阳中微子在远离（nu_1，nu_2）“双重态”的一个（或多个）无菌中微子态存在下MSW转换所需的理论形式之后，我们对现有的实验结果进行了定量分析，重点是电子中微子混合。我们发现，目前的数据对轻子混合矩阵元U_e4的振幅敏感--它编码电子中微子与新的质量本征态的混合--这与标准矩阵元U_e3的结果相当。此外，更重要的是，我们的分析证明，在4-风味框架中，当前对|U_e3| >0的偏好与对|U_e4|>0的偏好无法区分，两者具有相似的统计显著性（采用旧反应堆通量测定值时约为1.3 sigma，采用其新估计值时约为1.8 sigma）。我们还指出，与标准的3味情况不同，在3+1方案中，狄拉克CP破坏阶段不能从太阳中微子转换的描述中消除。
2011-06-07 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
