Solar and Atmospheric Four-Neutrino Oscillations
本文在四中微子混合框架下分析了太阳和大气中微子问题的中微子振荡解。在四中微子混合框架下，在三个标准中微子中加入一个无菌中微子，质量谱呈现两个分离的双峰。这样的情形允许太阳$ν_e$和大气$ν_μ$同时跃迁成由额外的混合角$\vartheta_{23}$和$\vartheta_{24}$控制的活跃中微子和惰性中微子，并且它们分别包含纯太阳$ν_e$ -活跃和$ν_e$ -惰性中微子振荡以及纯大气$ν_μ\toν_s$和$ν_μ\toν_τ$振荡作为极限情况。我们评估了允许的活性无菌混合物在太阳和大气振荡的综合分析。我们的研究结果表明，虽然超级神冈的数据不利于纯$ν_μ\toν_s$大气通道和纯$ν_e\toν_s$太阳通道，从合并分析的结果仍然有利于接近纯活跃和无菌振荡和不利于振荡成一个接近最大的活跃-无菌混合物。
2001-05-28 hep-ph
Constraints on massive sterile neutrino species from current and future cosmological data
惰性大质量中微子是基本粒子标准模型的自然延伸。额外的无菌质量态的能量密度影响宇宙学测量的方式与活跃中微子的方式类似。我们在这里进行的分析，目前的宇宙学数据，并推导出的活动和不育中微子状态的质量以及不育状态的数量上的界限。当只考虑宇宙学数据时，所谓的（3+2）模型中有三个亚eV的活动质量中微子和两个亚eV的大质量惰性中微子，这完全在95%的CL允许范围内。如果两个额外的无菌状态在去耦时具有热丰度，那么大爆炸核合成边界会损害（3+2）模型的可行性。从未来的宇宙学数据的活动和不育中微子参数的预测。对氚β衰变实验中的中微子质量和哈勃常数的独立测量可以揭示亚电子伏特的大质量无菌中微子的情况。
2011-12-20 astro-ph.CO hep-ph
Search for Sterile Neutrinos at OPERA and other Long--Baseline Experiments
在CNGS束上进行的OPERA实验观测到了大气部分的μ介子到τ中微子振荡。基于这一结果，可能会对大质量无菌中微子的混合参数设定新的限制。本文给出了在3+1中微子框架下的初步分析结果。最后给出了在$ν_μ \rightarrow ν_e$通道中寻找不育中微子的最新进展。在其他长基线实验（MINOS在NuMI束和SuperK与大气通量）进行的无菌中微子搜索的状态也简要回顾。最后，讨论了一些个人观点。
2015-10-14 hep-ex hep-ph
Production of a sterile species via active-sterile mixing: an exactly solvable model
在一个精确可解的模型中研究了热介质中通过活性-无菌混合产生无菌物种的问题。无菌分布函数的\emph{exact}时间演化由准粒子模的色散关系和阻尼率$Γ_{1,2}$决定。这些依赖于$\wtg = Γ_{aa}/2ΔE$，$Γ_{aa}$是在没有混合的情况下活性物质的相互作用速率，$ΔE$是在没有阻尼的介质中的振荡频率。$\wtg \ll1,\wtg \gg 1$分别描述了弱阻尼极限和强阻尼极限。对于$\wtg\ll1$，$Γ_1 = Γ_{aa}\cos^2\tm ; Γ_{2}=Γ_{aa}\sin^2\tm$，其中$\tm$是培养基中的混合角，无菌分布函数\emph{does not}遵循简单的速率方程。对于$\wtg \gg 1$、$Γ_1= Γ_{aa}$和$Γ_2 = Γ_{aa} \sin^22\tm/4\wtg^2$，为无菌生产率。在该方案中，不育生产被抑制，并且振荡频率\emph{vanishes}处于MSW共振，绝热性被破坏。这是量子芝诺抑制的结果。对于具有标准模型相互作用的活动中微子，强阻尼极限是在MSW共振附近可用的\emph{only} \emph{if} $\sinθ\lesssim α_w$，其中$θ$是真空混合角。从量子主方程出发，得到了任意$\wtg$无菌生产的量子动力学方程。宇宙学共振无菌中微子的产生是量子芝诺抑制的，消除了与QCD相变有关的潜在…
2007-10-05 hep-ph
Constraints on massive sterile plus active neutrino species in non minimal cosmologies
宇宙学测量受到活动和无活动大质量中微子的能量密度的影响。我们在这里扩展到非最小宇宙学的当前宇宙学数据的最近分析。几种可能的情况下进行检查：一个恒定的w \neq -1暗能量状态方程，一个非平坦的宇宙，一个随时间变化的暗能量组件和耦合的暗物质暗能量宇宙或修改的重力的情况。当只考虑宇宙学数据时，在95%CL下允许有~0.5 eV无菌物质的（3+2）大质量中微子模型。该方案已被证明可以使反应器、LSND和MiniBooNE阳性信号与来自其他搜索的空结果相一致。大爆炸核合成边界可能会损害（3+2）模型的可行性，如果两个不育物种是完全热化状态去耦。
2011-12-20 astro-ph.CO hep-ph
More Is Different: Reconciling eV Sterile Neutrinos with Cosmological Mass Bounds
一般认为，增加轻无菌物质会增加中微子的有效数量$N_{eff}$。在本文中，我们讨论的情况下，$N_{eff}$实际上可以减少由于中微子振荡效应，如果不育中微子有自相互作用。我们特别关注的eV质量范围，建议的中微子异常。在大的自相互作用下，由于有效混合角或物质效应的抑制，不育中微子在早期宇宙中没有完全热化。随着宇宙冷却，在大爆炸核合成（BBN）时期之后，活跃物种和不育物种之间可以达到风味平衡，但导致$N_{eff}$减少。在这样的情况下，我们还表明，与宇宙学的质量边界上的额外的不育中微子的冲突可以进一步放宽时，更多的轻物种被引入。
2015-09-24 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Production of a sterile species: quantum kinetics
本文在一个有效的热平衡介质中活性-无菌中微子混合模型中研究了无菌粒子的产生。分布函数和相干度的量子动力学方程由两种独立的方法得到：有效作用量和量子主方程。主动-无菌振荡的退相干时间尺度是$τ_{dec} = 2/Γ_{aa}$，但分布函数的演化是由与介质中准粒子模式的阻尼率相关的两个不同的时间尺度决定的：$Γ_1=Γ_{aa}\cos^2\tm ; Γ_2=Γ_{aa}\sin^2\tm$其中$Γ_{aa}$是没有混合时活性物质的相互作用率，$\tm$是介质中的混合角。这两个时间尺度是非常不同的MSW共振，并排除了一个简单的速率方程的动力学描述的活性-无菌生产。我们给出了完整的一套量子动力学方程的活跃和不育人口和凝聚力，并详细讨论了各种近似。通过量子主方程给出了活跃-无菌跃迁概率\emph{in a medium}的推广。我们明确推导出通常的量子动力学方程的“极化矢量”，并显示其等价性的量子主方程和有效作用量。
2007-10-05 hep-ph
Update on Solar and Atmospheric Four-Neutrino Oscillations
在这次演讲中，我们提出的更新（包括最近的SNO结果），我们的分析的中微子振荡解决方案的太阳和大气中微子问题的框架下，四中微子混合，其中一个不育中微子被添加到三个标准的和质谱呈现两个分离的双峰。这种情况允许太阳$ν_e$和大气$ν_μ$同时转变为活性中微子和惰性中微子的组合。我们评估了允许的活性无菌混合物在太阳和大气振荡的综合分析。我们的研究结果表明，虽然超级神冈的数据不利于纯$ν_μ\toν_s$大气通道，并结合SNO，纯$ν_e\toν_s$太阳通道，从合并分析的结果仍然有利于接近纯活性和无菌振荡和不利于振荡成一个接近最大活性无菌混合物。
2001-08-10 hep-ph
Atmospheric neutrinos as a probe of eV^2-scale active-sterile oscillations
由于eV^2尺度的活跃-无活动振荡的存在，下行大气ν_μ和{ \bar{ν_μ} }通量会发生显著的变化。我们研究了一个大型液氩探测器和一个大型磁化铁探测器（如拟议的ICAL在INO）对这些振荡的灵敏度。LSND和最近MiniBooNE的结果以及最近重新计算反应堆通量后对反应堆实验的重新分析表明了这种振荡。在ν扇区和{ \bar ν}扇区中也存在无菌状态的其他试探性指示。使用允许的无菌参数范围内的3+1混合框架，以测试这些结果，我们进行了一个拟合假设积极无菌振荡的μ中微子和反中微子部门，并计算振荡排除限制使用大气下行μ中微子和反中微子事件。我们发现（对于ν_μ和{ \bar{ν_μ} }）液态氩探测器、ICAL类探测器或两种探测器的组合分析，在1 Mt/年的曝光量下，对\sin^2 2Θ_{μμ} \geq 0.08的参数空间区域（0.1 < Δm^2 < 5 eV^2）提供了显著的灵敏度。因此，大气中微子实验可以在这些区域提供互补覆盖，结合其他实验对这些参数的限制，提高灵敏度极限。我们还分析了仅使用μ子反中微子事件的边界，并将其与MiniBooNE的结果进行比较。
2012-07-28 hep-ph
Radiative neutrino mass matrix for three active plus one sterile species
利用Zee提出的辐射机制的推广，给出了三个活跃中微子和一个惰性中微子$ν_e$，$ν_μ$，$ν_τ$和$ν_s$的一个简单的统一质量矩阵.用$ν_e \leftrightarrow ν_s$（太阳）、$ν_μ\leftrightarrow ν_τ$（大气）和$ν_e \leftrightarrow ν_μ$（LSND）方案解释了总中微子振荡数据。我们得到有趣的近似关系$(Δm^2)_{atm} \simeq 2[(Δm^2)_{solar} (Δm^2)_{LSND}]^{1/2}$，这是很好地满足的数据。
1998-06-05 hep-ph
Distinction of atmospheric neutrino-mu - neutrino-tau and neutrino-mu - neutrino-sterile oscillations using short or intermediate baseline experiments
本文综述了大气$ν_μ$振荡产生活跃中微子或惰性中微子的情况。有人认为，无论是在超级神冈的中性电流事件的研究，也不是从未来的长基线实验中获得的信息可能不足以在这两种情况之间明确地作出决定。然而，将这些结果与未来短期或中期基线$τ$外观实验的结果相结合，将清楚地解决大多数剩余的模糊性。这一结论并不强烈依赖于LSND的结果是否会得到证实。在LSND得到确认的情况下，在这种短基线或中等基线实验中的阴性结果也将明确排除LSND作为间接$ν_μ-ν_τ-ν_e$振荡的解释。
1999-01-18 hep-ph
Limits on sterile neutrino mixing using atmospheric neutrinos in Super-Kamiokande
我们使用4,438天的超级神冈实验的大气中微子数据，提出了无菌中微子混合的限制。我们寻找快速振荡驱动的eV $^2$规模的质量分裂和振荡成不育中微子，而不是在大气质量分裂的τ中微子。当进行这两种搜索时，我们假设无菌质量分裂很大，允许$\sin^2(Δm^2 L/4E)$近似为$0.5$，并且我们假设电子中微子和无菌中微子（$|U_{e4}|^2 = 0$）之间没有混合。没有观察到无菌振荡的证据，我们将90% C. L下$Δm^2 > 0.8$ eV $^2$的$|U_{\mu4}|^2$限制为小于0.041，$|U_{\tau4}|^2$限制为小于0.18。在3+1的框架下。可以与大气中微子的近似，使这些限制可以很容易地应用到3+N模型，我们提供了一个通用的格式，让我们的结果与其他无菌中微子模型进行比较。
2015-03-25 hep-ex hep-ph
Interpreting the LSND anomaly: sterile neutrinos or CPT-violation or...?
我们首先研究了无菌中微子如何拟合5 sigma bar-nu_mu --> bar-nu_e LSND异常：2+2解决方案受到太阳和大气数据的强烈反对，而3+1解决方案仍然可以给出较差的拟合（对于特定范围的振荡参数，将由MiniBooNE测试）。如果MiniBoone没有找到nu_mu --> nu_e信号，我们将得到CPT违规的提示。现在，与无菌中微子不同，CPT破坏中微子质量可以很好地容纳所有安全和不安全的数据。我们研究有多少CPT必须保存根据大气和K2 K数据和列表CPT违反信号可以发现即将到来的太阳和长基线实验。
2003-02-20 hep-ex hep-ph
Sterile Neutrinos and IceCube
虽然标准模型中三种中微子味振荡的框架已经令人信服地建立起来，但仍然有迹象表明它可能是不完整的。挑战来自LSND和MiniBooNe短基线实验，来自Gallex和Sage太阳中微子实验中使用的中微子源，以及最近对反应堆中微子实验的后验分析。一种方法来适应报告的“异常”，如果是真的，是引入一个或多个质量范围为$δm^2 \sim 1 eV^2$的无菌中微子。TeV的大气中微子在地球中传播时会在无中微子的存在下发生共振振荡;在像冰立方这样的中微子望远镜中，一个明显的特征是大气中微子天顶能量分布的形状变化。
2011-11-03 hep-ex 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
The $ν_μ\leftrightarrow ν_s$ interpretation of the atmospheric neutrino data and cosmological constraints
大气中微子的数据可以这样解释：假设μ介子中微子和轻无菌中微子之间存在振荡，混合接近最大值，Δ_m^2近似等于3 E-3（eV^2）。这种对数据的解释与大爆炸核合成（BBN）的成功可能存在冲突，因为振荡可能导致核合成时期无菌状态对宇宙能量密度的贡献过大。逃避这些宇宙学约束的可能性最近一直是一些争议的对象。在这项工作中，我们重新讨论了这个问题，并发现，包括一个小的混合的不育状态与τ中微子可以导致产生一个大的轻子不对称性，强烈抑制μ子不育中微子振荡消除可能的冲突与BBN边界。在这个方案中，τ中微子的质量必须大于几个eV，并且与宇宙学边界相容。我们的计算是使用Pauli-Boltzmann方法。在这种方法中，也可以开发分析计算，允许在所考虑的过程中的物理洞察力，并支持数值结果。
1999-12-22 astro-ph hep-ph
Imprints of CP violation induced by sterile neutrinos in T2K data
我们研究了长基线实验T2 K中光（$\sim$ eV）无菌中微子的影响。我们发现，在3+1方案中，对于短基线异常所建议的质量混合参数，无菌和大气振荡频率之间的干扰在$ν_μ\to ν_e$跃迁概率中诱导了一个新的项，该项与标准的3味太阳-大气干扰项具有相同的数量级。我们表明，第一次，目前的T2 K数据，连同$θ_{13}$专用反应堆实验的结果，是敏感的三个CP违反阶段中的两个3+1计划。标准CP相位和新相位（在我们的参数化选择中为$δ_{13} \equiv δ$和$δ_{14}$）都倾向于具有共同的最佳拟合值$δ_{13} \simeq δ_{14} \simeq -π/2$。非常有趣的是，包含无菌中微子效应导致分别从反应堆和T2 K获得的$θ_{13}$的两个估计值之间更好的一致性，这在3味框架中略有不同。
2015-05-06 hep-ex hep-ph
Limits on the parameter space of (3+2) sterile neutrino scenario by IceCube data
本研究利用IceCube 2011-2012年的大气中微子一年期数据，考虑系统与统计误差及流强变化，首次给出含两种惰性中微子的(3+2)模型参数空间约束，并提供χ²值表格以支持联合分析。
2024-05-16 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
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
Status of Light Sterile Neutrino Searches
短基线振荡的一些异常结果可能暗示在eV质量范围内存在一个或多个轻的无菌中微子态，并引发了一波新的实验努力，以寻找活性和无菌中微子态之间的振荡的明确签名。本文旨在对2019年年中的光无菌中微子搜索状况进行全面回顾：我们不仅讨论了反应堆，源，大气和加速器中微子振荡实验的基本实验方法和灵敏度，而且还讨论了直接中微子质量实验和宇宙学观测所产生的互补边界。此外，我们回顾了目前的全球振荡分析，包括运行反应堆和大气中微子实验的约束条件。他们允许设置更严格的界限上的积极的不育振荡参数，但尚未能够提供一个明确的结论eV尺度的不育中微子的存在。
2019-11-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Axino as a sterile neutrino
我们提出了一个超对称轴子模型，其中轴子的费米子超伴子，即轴子，对应于一个不育中微子，这将容纳LSND数据与大气和太阳中微子振荡。
2001-04-14 hep-ph
Probing oscillations into sterile neutrinos with cosmology, astrophysics and experiments
我们进行一个彻底的分析产生的振荡信号由一个额外的无菌中微子，扩展以前的分析在简单的限制情况下，包括建立活跃的中微子之间的振荡的影响。我们考虑以下探测：太阳中微子、大气中微子、反应堆中微子和束中微子、大爆炸核合成（氦-4、氘）、宇宙微波背景、大尺度结构、超新星、来自其他天体物理源的中微子。我们发现没有证据表明，在目前的数据中，一个不育的中微子，确定仍然允许的区域，并研究未来的实验可以最好地探测它们：亚兆电子伏的太阳能实验，更精确的研究CMB或BBN，未来的超新星爆炸等，我们讨论如何LSND暗示强烈不赞成（标准）宇宙学的约束。
2004-11-29 astro-ph hep-ex hep-ph
Constraining neutrino oscillation parameters with current solar and atmospheric data
考虑到太阳nu_e和大气nu_mu都可能转化为活性中微子和惰性中微子的混合物，我们分析了最近的太阳、大气和反应堆数据对确定中微子振荡参数的影响。我们使用最新的全球太阳中微子数据，包括1496天的超K中微子数据样本，我们详细调查的SNO中性电流，光谱和白天/夜晚的数据进行分析，也只使用充电电流率从SNO的影响。KamLAND的前145.1天的数据对确定太阳中微子参数的影响也进行了详细讨论。我们证实了太阳+反应堆数据对太阳中微子问题的纯活性LMA-MSW解的明显偏好，并得出LOW、VAC、SMA和Just-So ^2解都是不利的，Δ chi ^2分别为22、22、36、44。此外，我们发现，全球太阳数据约束的混合物的不育中微子在99%CL小于43%。通过对大气数据进行改进的拟合，我们还更新了相应区域的振荡参数。我们发现，最近的大气Super-K（1489天）和MACRO数据有很强的影响，约束无菌成分在大气振荡：如果nu_mu被限制到大气质量状态，只有16%的无菌混合物被允许在99%CL，而在无约束的情况下，得到了35%的约束。与纯活动情况相比，纯无菌振荡是不利的，Δ chi ^2 = 34.6。
2003-04-03 hep-ph
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
Probing new physics with atmospheric neutrinos at KM3NeT-ORCA
展望了ORCA利用大气中微子研究新物理现象的前景。重点是利用强物质效应对大气中微子振荡的影响，根据扩展的模型，如不育中微子和非标准相互作用。在存在与活跃中微子混合的轻无菌中微子时，可能会发生不同能量的额外共振和Supplement。人们也可以使用中微子振荡来探测相干前向散射的性质，这些性质可能会被标准模型之外的新相互作用所改变。初步研究表明，ORCA将能够探测这些模型的一些参数，其灵敏度比目前的限制高出一个数量级。
2017-02-15 hep-ex hep-ph
Phenomenology of light sterile neutrinos: a brief review
越来越多的反常实验结果正在出现，这不能在标准的3-中微子框架内描述。我们提出了一个简洁的讨论，最流行的唯象解释这样的发现，基于一个假设的味道转换现象的普通的“活性”中微子到新的轻“不育”的物质具有质量m ~ O（1）eV。
2013-05-07 hep-ex hep-ph
Short- and long-baseline sterile neutrino phenomenology
在短基线中微子实验中观察到的几个异常现象表明，标准的3味框架可能是不完整的，并指向轻无菌中微子的存在。在这里，我们提出了一个简明的3+1计划，这是一个最小的扩展标准的3味框架与一个不育中微子物种的中微子振荡的状态。我们强调了LBL实验在寻找与不育中微子有关的CP破坏中的潜在作用及其与SBL实验的互补性。
2017-05-03 hep-ex hep-ph
Sterile neutrinos with neutrino telescopes
对轻无菌中微子的研究是由在短基线实验中意外观察到电子中微子出现而激发的，例如液体闪烁中微子探测器（LSND）和迷你助推器中微子实验（MiniBooster Neutrino Experiment）。鉴于这些意想不到的结果，一项利用自然和人为来源寻找光-质量平方差约为1 eV $^{2}$ -无菌中微子的活动正在进行中。在天然来源中，大气中微子提供了一个独特的门户，以寻找无菌中微子由于广泛的基线能量比，$L/E$，并存在显着的物质效应。由于大气中微子通量随能量迅速下降，研究其最高能量成分需要十亿吨级中微子探测器。这些探测器-通常被称为中微子望远镜，因为它们被设计用于观察微小的天体物理中微子通量-已经进行了光无菌中微子的搜索，迄今为止没有发现任何重要的信号。本文简要介绍了利用中微子望远镜在固态和液态水中寻找轻贫中微子的现状。
2021-11-05 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
Searches for Sterile Neutrinos at Reactor
我们表明，在反应堆消失振荡实验中的混合参数的灵敏度可以大大提高$(1 - 5\cdot10^{-4}) eV^{2}$质量参数范围内，其中包括LSND和大气中微子振荡区域。其目的是：寻找无菌中微子和更好地了解大气中微子振荡机制。地下（600 m.w.e.）Krasnoyarsk反应堆和CHOOZ反应堆振荡实验的数据被用来估计效应率和本底率。
1998-11-18 hep-ph
Active-sterile neutrino oscillations at INO-ICAL over a wide mass-squared range
我们进行了详细的分析的前景，探测活动无菌振荡涉及轻无菌中微子，在一个大的$Δm^2_{41}$范围的$10^{-5}$ eV $^2$ $10^2$ eV $^2$，使用10年的大气中微子数据预计从拟议的50 kt磁化ICAL探测器在INO。该探测器可以在很宽的能量和基线范围内分别观测大气$ν_μ$和$\barν_μ$，使其在很大范围内对$Δm^2_{41}$的大小和符号敏感。在没有光无菌中微子存在的情况下，ICAL可以将$|U_{μ4}|^2 \lesssim 0.02$的竞争上限设为90% C. L.对于$Δm^2_{41}$，在$(0.5 - 5) \times 10^{-3}$ eV $^2$范围内。对于相同的$|Δm^2_{41}|$范围，ICAL将能够确定其符号，如果自然界中确实存在轻无菌中微子，则分别利用$μ^{-}$和$μ^{+}$事件中的地球物质效应。这将有助于确定四中微子混合场景中的中微子质量排序。
2018-08-16 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Restricting the LSND and MiniBooNE sterile neutrinos with the IceCube atmospheric neutrino data
本文研究了高能大气中微子在地球中振荡成eV尺度质量的无菌中微子。MSW共振和$\barν_μ\to\barν_s$振荡的参量增强导致了μ子径迹事件天顶角分布的畸变，而IceCube可以观测到μ子径迹事件。由于物质效应，IceCube信号不仅取决于与LSND和MiniBooNE相关的混合元件$U_{μ4}$，而且还取决于$U_{τ4}$和CP破坏相位$δ_{24}$。我们表明，与$U_{τ4} = δ_{24} = 0$的情况下，导致最弱的IceCube信号，因此应用于绑定$U_{μ4}$。我们计算的天顶角分布的$ν_μ-$事件为不同的能量间隔的范围内（0.1 - 10）TeV，并发现，包括的能量信息（分仓的能量）大大提高了灵敏度$ν_s$。我们估计，与已经收集（在3 - 4年）冰立方统计的约束$|U_{μ4}|^2 < 0.01$（$99\%$ C.L.）并且可以在$(4 - 6) σ$置信水平下排除LSND和MiniBooNE所需的混合。
2013-12-05 astro-ph.HE 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
Comment on "Big Bang Nucleosynthesis and Active-Sterile Neutrino Mixing: Evidence for Maximal $ν_μ\leftrightarrow ν_τ$ Mixing in Super Kamiokande?"
论文“大爆炸核合成和主动无菌中微子混合：超级神冈中最大$ν_μ\leftrightarrow ν_τ$混合的证据？”X。Shi和G. M.富勒（astro-ph/9810075）讨论了大气中微子异常的$ν_μ\to ν_s$解的宇宙学意义。它错误地得出结论，认为为了使$ν_μ\to ν_s$振荡与大爆炸核合成的有效味数上限3.3一致，需要$ν_τ$质量的下限为15 eV。由于如此大的$ν_τ$质量不利于大尺度结构形成的考虑，强有力的，但不正确的结论，宇宙学有利于$ν_μ\to ν_τ$解决大气中微子问题。我们解释了错误的性质。我们的结论是，宇宙学是，目前，符合$ν_μ\to ν_s$和$ν_μ\to ν_τ$的可能性。
1998-11-04 astro-ph hep-ph
Matter effect in presence of a sterile neutrino and resolution of the octant degeneracy using a liquid argon detector
研究引入惰性中微子对确定$θ_{23}$八分圆灵敏度的影响，使用液氩探测器结合束流和大气中微子数据，在多数$δ_{13}$值下灵敏度超过$4σ(3σ)$。
2023-10-17 hep-ex hep-ph
Imprint of Sterile Neutrinos in the Cosmic Microwave Background Radiation
太阳中微子和大气中微子的现状以及LSND实验表明了低质量不育中微子的存在。在典型的四味假设中，中微子将成为宇宙热暗物质的组成部分，并在物质辐射相等的时期增加辐射含量。这些效应在宇宙微波背景辐射（CMBR）的天空图上留下了印记，因此，通过即将进行的MAP和普朗克飞行任务的精确测量，可能可以探测到这些效应。
1998-11-04 astro-ph hep-ph
Compact Perturbative Expressions for Oscillations with Sterile Neutrinos in Matter
我们将一个简单而紧凑的计算均匀物质密度中三味中微子振荡几率的方法推广到了含有不育中微子的方案中，并继承了其良好的特性。扩展方法的唯一约束是物质势的尺度不明显大于大气$Δm^2$，这是所有运行和拟议的加速器振荡实验所满足的。解决了太阳和大气共振附近零阶本征系统的简并问题。对零阶结果的修正被限制为不大于太阳大气$Δm^2$的比值。零级表达式在真空中是精确的，因为当物质势为零时，所有的高阶修正都消失了。由于所有的修正都是物质势的连续函数，在弱物质效应下，零阶精度比$Δm^2_\odot/Δm^2_\text{atm}$好得多。数值试验，以验证理论预测的例外功能。此外，还讨论了该方法在检验无菌中微子存在的实验中的可能应用。
2019-12-03 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
Bounds and Implications of Neutrino Magnetic Moments from Atmospheric Neutrino Data
未来的高统计大气中微子数据的中性流效应可以用来区分$ν_μ$振荡对τ中微子或不育中微子的机制。然而，如果中微子具有大的对角和/或过渡磁矩，中微子磁矩可以有助于中性电流的影响，可以研究的单$π^0$生产事件的超级K数据。这种影响应包括在未来的大气数据分析中，在确定$ν_μ$到τ或无菌中微子振荡。
1999-01-08 hep-ph
Sterile neutrinos and supernova nucleosynthesis
研究了超新星爆发中不育中微子在r过程核合成中的作用。以前有人认为，如果超新星是重元素的起源，那么中微子混合的大部分可以排除。结果表明，转换为不育中微子可能会避开这些限制。这种转换可以提高核合成的可能性进行了研究。所需的质谱与其他观察到的现象，如太阳中微子问题，大气中的中微子问题，暗物质和LSND信号建议中微子质量是一致的。
1995-11-15 astro-ph hep-ph nucl-th
Searching for sterile neutrinos in ice
对LSND、MiniBooNE和其他一些实验结果的振荡解释要求存在质量为$\sim 1$ eV的无菌中微子并与活性中微子$|U_{μ0}|^2 \sim (0.02 - 0.04)$混合。不久前人们已经意识到，这种中微子的存在会显著影响TeV范围内的大气中微子通量，这可以由冰立方中微子天文台进行测试。鉴于第一次冰立方数据发布，我们已经重新审视了高能大气中微子在一个不育中微子的存在下的振荡。详细研究了各种混合方案的振动概率的性质，包括解析和数值计算。对最简单的$ν_s-$质量和$ν_s - ν_μ$混合方案计算了$ν_μ-$事件的能谱和角分布，并与IceCube数据进行了比较。对现有数据的统计分析表明，在$ν_s-$质量混合情况下，具有LSND/MiniBooNE所需参数的无菌中微子可以在大约$3σ$水平上被排除.然而，根据目前可用的IceCube数据，不能排除$ν_s- ν_μ$混合方案。
2011-07-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
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
Blocking Active-Sterile Neutrino Oscillations in the Early Universe with a Majoron Field
我们提出了一种新的机制来阻断早期宇宙中的活跃-惰性中微子振荡。我们表明，一个典型的后果的轻子数是自发打破的理论是存在一个相干的宇宙学的Majoron场的强度成正比的轻子和重子数的宇宙。这个场与轻子相互作用，改变了与中微子振荡相关的势。如果轻子数对称性破缺的尺度是1 GeV的量级，那么一个Majoron场和轻子数不对称性的重子不对称性的量级就足够强，可以用大气中微子的质量间隙来阻挡活跃的-不育的中微子振荡，否则它将使不育的中微子在大爆炸核合成时期达到平衡。
2001-11-24 astro-ph hep-ph
Neutrino Decay and Atmospheric Neutrinos
我们重新考虑中微子衰变作为大气中微子观测的解释。我们证明，如果两个混合态ν_μ和ν_τ的质量差很小（< 10^{-4} eV^2），则ν_μ的一个分量衰变为一个无菌中微子和一个Majoron，可以得到与观测值很好的拟合。我们讨论了如何K2 K和MINOS长基线实验可以区分衰变和振荡的情况。
1999-07-30 astro-ph hep-ex hep-ph
Light Sterile Neutrinos from Large Extra Dimensions
最近提出了一个实验可验证的大额外维中微子质量的Higgs三重态模型。我们扩展它，以容纳轻不育中微子，也与三个活跃的中微子混合。一个先前提出的四中微子唯象模型（\underline {唯一可行的这样的模型，现在离开}，鉴于最新的大气和太阳中微子振荡数据）具体实现。
2000-07-19 hep-ph
Recent Atmospheric Neutrino Results from Super-Kamiokande
Super-Kamiokande实验收集了超过11年的大气中微子数据。大气中微子在能量和传播距离上都覆盖了一个很宽的相空间，这两个参数与研究中微子振荡有关。在这里，我们提出了最近的测量三味中微子振荡参数使用这个大气中微子数据，以及新的限制与第四个无菌中微子状态混合。
2013-10-24 hep-ex hep-ph
The hidden sterile neutrino and the (2+2) sum rule
本文讨论了2+2方案中大气中微子和太阳中微子振荡为不育中微子的情况。零阶求和规则要求在太阳+大气数据样本中振荡成nu_s和nu_tau的概率相等。数据并不支持这种说法。在这里，我们使用散点图来评估修正的零阶求和规则时，（i）4 × 4中微子混合矩阵假设其全部范围的允许值，（ii）物质的影响。我们还介绍了一个相关的“产品规则”。我们发现，总和规则是显着放松，由于包括小的混合角（这提供了一个短基线的贡献）和物质的影响。产品规则也发生了巨大的变化。观察到的求和规则的松弛削弱了反对2+2模型和无菌中微子的情况。为了使2+2模型无效，似乎需要对包含小混合角的数据进行全局拟合。
2003-04-23 hep-ph
Searching for sub-eV Sterile Neutrinos in Neutrino Telescopes
本研究计算了IceCube-Upgrade对质量平方分裂小于1 eV^2的惰性中微子的灵敏度，发现其可探测小至约5度的ν_μ-ν_s混合角，并评估了惰性中微子对标准大气中微子混合参数测定的影响。
2025-09-24 hep-ph
Light Unstable Sterile Neutrino
三个无质量的活动（二重态）中微子可能与两个重的和一个\underline {轻}的无质量（单重态）中微子混合，因此前者的诱导质量和混合能够解释目前大气和太阳中微子振荡的数据。如果LSND的结果也能得到解释，那么一个活跃的中微子质量本征态必须与轻惰性中微子混合。提出了一个新的整体$U(1)_S$对称性的自发和软显式破缺的模型，使得无菌中微子将衰变为活性反中微子和几乎无质量的伪Majoron。
2001-07-26 hep-ph
Naturally Light Sterile Neutrinos in Gauge Mediated Supersymmetry Breaking
模在弦（M）理论中是通用的。在规范介导的超对称性破缺模型中，这种场的费米子分量质量很轻，大约在eV量级，并且与活跃的中微子的混合不可忽略，数量级为$10^{-4}$。因此，这些费米子可能扮演惰性中微子的角色，而活跃的中微子则与之振荡，从而影响太阳中微子或大气中微子的测量。它们还可以提供温暖的暗物质，从而影响结构的形成。
1998-10-15 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
A Combined View of Sterile-Neutrino Constraints from CMB and Neutrino Oscillation Measurements
我们进行了比较分析，从普朗克实验和当前和未来的中微子振荡实验（MINOS，冰立方，SBN）的约束条件的不育中微子。首次在振荡实验所用的参数空间中，用质量平方差和混合角表示了来自宇宙微波背景的$N_{\rm eff}$和$m_{\rm eff}^{\rm sterile}$的普朗克约束.在一个单一的不育中微子物种的模型，并使用标准的假设，我们发现，普朗克数据和振荡实验测量μ子中微子消失有类似的灵敏度。
2016-11-25 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Is there evidence for sterile neutrinos in IceCube data?
来自LSND和MiniBooNE实验的数据，以及对核反应堆反中微子通量的修正预期，都表明存在eV质量的无菌中微子。3+2和1+3+1方案包含了除低能MiniBooNE异常外的所有相关短基线中微子数据。我们分析了在IceCube-40数据集中向上的大气中微子事件的角分布，以寻找这些场景中无菌中微子的证据。根据如何处理系统的不确定性，我们找到强有力的证据，或弱证据反对不育中微子。我们表明，未来的IceCube数据将明确解决这个问题。
2011-09-30 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
