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
A new approach to cosmological structure formation with massive neutrinos
我们展示了如何牛顿宇宙学模拟可以用来调查两个粒子物种的非线性演化在相对论的背景下。我们讨论了大质量中微子和其他多物种系统，如冷暗物质（CDM）加重子或暖暗物质（WDM）的应用。我们提出了一种方法，使我们能够进行模拟，包括大量的中微子和广义相对论效应在几乎相同的计算成本，普通CDM只有N体模拟，采用量身定制的初始条件和字典的解释模拟输出。
2019-01-09 astro-ph.CO
Neutrino physics from future weak lensing surveys
鉴于最近的迹象表明，额外的中微子物种和宇宙学意义上的中微子质量，我们分析他们的签名在弱透镜剪切功率谱。我们发现，在20-40%范围内的剪切亏损或在20-60%范围内的剪切过剩不能用平坦的LambdaCDM模型参数的变化来解释，而这些参数的变化是由当前对Ia型超新星膨胀历史的观测、重子声学振荡和哈勃常数H_0的局部测量所允许的，再加上WMAP 9和SPT 2500平方度巡天观测到的宇宙微波背景。因此，这样的剪切亏损或过剩将表明大质量或额外的物种，分别，我们发现这是独立的平坦性假设。我们还讨论了这些预测宇宙加速物理学的鲁棒性和剪切退化的质量和物种的联合变化可以被打破的手段。
2013-02-21 astro-ph.CO
Everything hot everywhere all at once: Neutrinos and hot dark matter as a single effective species
本研究拓展有效分布方法，证明多种热暗物质组分可等效为单一有效组分，提升了FlowsForTheMasses微扰理论精度，量化了中微子质量序近似误差并公开相关代码。
2024-10-08 astro-ph.CO hep-ph
Inflation Driven by Scalar-Neutrino Coupling in a Mass-Varying Neutrino Framework
Lovely Professional University（洛维专业大学）；Amity University Uttar Pradesh（阿弥特北方邦大学）
本文提出通过标量场与中微子耦合驱动膨胀，利用混合耦合形式实现中微子质量生成与早期宇宙膨胀的统一。
2025-11-28 astro-ph.CO
Distinguishing between Neutrinos and time-varying Dark Energy through Cosmic Time
我们研究了中微子物理学参数与暗能量演化之间的相关性。使用流体的方法，我们表明，随时间变化的暗能量模型表现出退化与宇宙中微子背景在宇宙历史的延长期，导致退化的总质量和中微子物种数的估计。我们研究如何打破简并结合跨宇宙时间的多个探针锚定的行为的两个组件。我们使用普朗克CMB数据和BAO测量的BOSS，SDSS和6dF调查目前的模型参数的限制，然后预测未来达到CMB阶段4和DESI实验。我们表明，多探针分析当前的数据只提供了边际改善的个人参数的确定和没有减少的相关性。未来的观测将更好地区分中微子质量，并保持目前的物种数量的敏感性，即使在随时间变化的暗能量成分。
2017-08-25 astro-ph.CO
Simultaneous constraints on the number and mass of relativistic species
粒子物理学和宇宙学的最新迹象表明，中微子的种类超过三种。在宇宙学分析中，对于固定的宇宙学参数，中微子质量和种类数的影响原则上可以被解开。然而，由于我们没有完美的标准λ冷暗物质模型参数的测量，中微子质量和物质数量之间仍然存在一些相关性，这两个参数都应该包括在分析中。结合了几个宇宙探测器的最新观测结果（宇宙微波背景、大尺度结构、膨胀率）得到N_eff=3.58（68% CL时+0.15/-0.16）（95%CL时+0.55/-0.53），中微子质量总和小于0.60 eV（95 CL），这是目前从包括两个参数的分析中对N_eff和M_nu的最强约束。对于N_eff >3的偏好现在处于2sigma水平。
2012-10-08 astro-ph.CO 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
Non-Thermal Dark Matter Mimicking An Additional Neutrino Species In The Early Universe
南极望远镜（SPT）、阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）和威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）都报告了宇宙微波背景辐射（CMB）角功率谱的测量结果，这表明除了粒子物理学的标准模型中包含的三种中微子之外，还存在大约一种额外的中微子。中微子通过增加辐射密度来影响宇宙微波背景辐射，从而改变宇宙在复合之前的膨胀速率。在本文中，我们考虑了另一种可能性，这些测量所暗示的多余动能是由暗物质粒子所拥有的，这些粒子是通过非热机制产生的，比如晚期衰变。特别是，我们发现，如果今天宇宙中的一小部分（<1%）暗物质是通过一个重的和相对长寿命的状态的衰变产生的，宇宙的膨胀历史可能与标准宇宙学模型中预测的中微子没有区别。此外，如果这些衰变发生在大爆炸核合成完成之后，这种情况可以避免与轻元素丰度测量所偏好的三种中微子物种的值的紧张关系。
2011-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Neutrinos, WMAP, and BBN
来自WMAP的新数据已经出现，与退耦时相对论性物质的部分能量密度和原始氦丰度有关，同时其他独立的观测估计表明后者的值高于以前的估计。所有的数据都与大爆炸核合成时辐射气体中相对论性物质的有效数量可能超过3的可能性相一致，正如已知中微子物质的CP对称种群所预期的那样。在这里，我们探讨了新的中微子物理解释这种过剩的可能性。我们探讨了不同的实现，包括中微子不对称性和新的中微子物种，以及它们的组合，并描述了如何现有的中微子物理学的限制将需要放宽作为一个新的数据，以及可能的实验测试这些可能性。
2010-11-18 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Precise Capture Rates of Cosmic Neutrinos and Their Implications on Cosmology
我们探索的宇宙学效应，如中微子光谱扭曲的中微子去耦和中微子在我们的银河系中，通过宇宙中微子捕获氚的测量潜力。我们计算每个中微子物种的精确捕获率，包括宇宙学效应来探测它们。捕获率的精确估计也很重要，因为估计捕获率的偏差可能表明新的中微子物理学和/或宇宙的非标准演化。此外，我们还讨论了狄拉克和马约拉纳中微子的捕获率之间的精确差异，所需的能量分辨率，以检测每个中微子物种和宇宙中微子的光谱重建的方法，通过发射的电子光谱，重点是PIMMY实验。
2021-04-22 astro-ph.CO hep-ex 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
Mass-Varying Neutrinos from an Inverse Symmetron
Oklahoma State University（俄克拉荷马州立大学）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Universidade de Lisboa（里斯本大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Oslo（奥斯陆大学）
提出逆对称子模型，中微子通过逆相变与暗能量耦合，避免扰动不稳定性，在星系巡天中表现为更低质量，并额外抑制物质功率谱，可能通过早期暗能量缓解哈勃张力。
2026-11-03 astro-ph.CO
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
Constraining effective neutrino species with bispectrum of large scale structures
本文使用 Fisher 形式预测了星系红移巡天中大尺度结构双谱对有效中微子种类数 $N_{\rm eff}$ 的限制，发现结合 Planck 数据可显著改善约束，并在下一代 CMB 实验前验证了星系巡天的价值。
2023-07-18 astro-ph.CO
Cosmology-friendly time-varying neutrino masses via the sterile neutrino portal
我们研究了随时间变化的中微子质量的一致性方案，并讨论了它对宇宙学，β衰变和中微子振荡实验的影响。这种随时间变化的质量被认为是由无菌中微子和超轻标量场之间的耦合产生的，超轻标量场反过来又通过混合影响轻中微子。此外，标量可以作为超轻暗物质的候选者。我们证明了各种宇宙学的界限，如来自大爆炸核合成，宇宙微波背景，以及大尺度结构，可以在这个模型中回避。这种情况下，可以进一步限制使用多个地面实验。特别是，对于像KATRIN这样的β衰变实验，即使时间变化很快并且达到平均值，也会引起电子光谱的非平凡扭曲。此外，随时间变化的质量的不育中微子的存在将改变的解释轻不育中微子参数空间的反应堆和镓异常的背景下。此外，我们还研究了这种随时间变化的中微子质量对BEST合作结果的影响，BEST合作最近加强了镓异常。如果得到证实，我们发现随时间变化的中微子质量假设可以更好地拟合最近的BEST数据。
2023-01-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Mass-varying neutrino in light of cosmic microwave background and weak lensing
我们的目标是用大尺度结构观测来约束质量变化的中微子模型，并为欧几里得巡天做出预测。我们研究了具有不同标量场势和正负耦合参数β的两个模型。这些参数分别对应于中微子质量的增加或减少。我们探索耦合，|β| <5。在指数势的情况下，我们发现在2- $σ$水平上$Ω_νh^2$的上限<0.004。在逆幂律势的情况下，零耦合可以被排除，具有超过2-σ的显著性;对于中微子质量增加的情况，耦合的极限是β>3，而对于质量减少的情况，耦合的极限是β<-1.5。这是偏好更高耦合的明显迹象。当包括当前中微子质量的先验时，耦合的上限变为|β|在2- $σ$水平下，指数电位<3。最后，我们提出了一个Fisher预测使用断层弱透镜从欧几里得实验，我们还考虑了结合宇宙微波背景（CMB）的温度和偏振光谱从普朗克任务。如果单独考虑，透镜数据相对于单独的CMB数据在约束$Ω_ν$方面更有效。然而，在β- $Ω_νh^2$平面中存在强简并性。当这两个数据集相结合，后者退化仍然存在，但两个参数的误差减少了约2倍。
2013-12-05 astro-ph.CO
Cosmological models with interacting components and mass-varying neutrinos
分析了一个由重子、辐射、中微子、暗物质和暗能量组成的均匀各向同性空间平坦宇宙模型。我们推断暗能量（被认为表现为一个标量场）与暗物质相互作用（无论是通过Wetterich模型，还是通过Anderson和Carroll模型），并通过Brookfield等人提出的模型与中微子相互作用。后者被理解为具有质量变化行为。我们表明，对于一个非常软变化的领域，这两个相互作用的暗物质模型给出了相同的结果。这些模型再现了宇宙目前行为的预期红移表现。
2012-03-14 astro-ph.CO gr-qc
Observational constraints on varying neutrino-mass cosmology
我们考虑了精髓的一般模型，并研究了质量与场相关的大质量中微子物质对物质功率谱的影响。在最小耦合中微子物质的情况下，我们研究了跟踪模型与逆幂律和双指数势的效果。我们提出了详细的调查与陡峭的指数势，非最小耦合到大量的中微子物质的标度场，我们从观测数据中得到依赖于场的中微子质量的约束。
2016-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Determination of neutrino mass hierarchy by 21 cm line and CMB B-mode polarization observations
我们专注于正在进行的和未来的观测为21厘米线和CMB的B-模式的偏振产生的CMB透镜，并研究其灵敏度的有效数量的中微子物种，总中微子质量，和中微子质量等级。我们发现，结合CMB的观测与未来的平方公里阵列优化为21厘米线，如Omniscope可以确定中微子质量等级在2西格玛。我们还表明，Planck + POLARBEAR和SKA的一个更可行的组合可以大大改善中微子总质量和中微子有效种类数的界的误差，在2 σ处为Delta Sigma mnu ~ 0.12 eV和Delta Nnu ~ 0.38。
2013-01-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Time-varying neutrino mass from a supercooled phase transition: current cosmological constraints and impact on the $Ω_m$-$σ_8$ plane
在本文中，我们研究了一个随时间变化的中微子质量模型，激发了温和的紧张关系之间的宇宙微波背景（CMB）测量的物质波动和那些从低红移数据。我们修改了Dvali和Funcke（2016）提出的模型的最小情况，该模型预测了后复合宇宙相变中的后期中微子质量产生，假设中微子不对称性允许后期宇宙中残留中微子的存在。我们表明，如果过渡是过冷的，目前的宇宙学数据（包括CMB温度，极化和透镜，重子声学振荡，Ia型超新星）更喜欢的比例因子$a_s$的相变是非常大的，峰值在$a_s\sim 1$，因此支持宇宙学的情况下，中微子几乎是无质量的，直到最近的时间。我们发现，在这种情况下的中微子质量的总和的宇宙学约束今天显着削弱相比，标准的情况下，恒定质量的中微子，与$\sum m_ν<4.8$ ~eV在95\%的置信度，并与模型的预测。这种较弱的束缚的主要原因是暗能量和中微子成分之间的大关联，在存在假真空能量的情况下，假真空能量在跃迁后转化为非零的中微子质量。这一结果为即将进行的KATRIN和PAPRYMY实验提供了新的靶点。我们还表明，随时间变化的中微子质量模型考虑这里并没有提供一个明确的解释现有的宇宙学$Ω_m$ - $σ_8$的差异。
2018-12-14 astro-ph.CO 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
Correlations between cosmic strings and extra relativistic species
最近的观测表明，宇宙微波背景（CMB）可能倾向于中微子过剩，这引发了许多研究这种可能性的工作。无相互作用的无质量中微子过剩所产生的效应可以通过早期宇宙中的一些额外辐射成分来模拟，例如宇宙学的引力波背景。考虑到宇宙弦可能是产生这些引力波的候选源，我们利用CMB和非CMB数据，对宇宙弦和中微子有效数作为自由参数的模型进行了参数拟合研究。我们发现，宇宙弦和额外相对论性物质的数量之间存在相关性，弦可以解释所有必要的额外辐射。事实上，CMB数据更喜欢2 σ水平的字符串，付出更高的额外辐射分量的代价。CMB数据也对ns=1的模型给出了适度的偏好。包含非CMB数据降低了对弦和额外相对论性物质的偏好。
2012-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
What is half a neutrino? Reviewing cosmological constraints on neutrinos and dark radiation
中微子是现代物理学的主要难题之一。尽管有质量差的测量，粒子物理学的标准模型将它们描述为完全没有质量。此外，粒子物理实验和宇宙学的最新测量表明，存在着不止三种标准模型物种。在这里，我们回顾宇宙学的证据及其可能的解释。
2013-01-29 astro-ph.CO hep-ph
Avoiding parameter fine-tuning in mass varying neutrino models of DE?
本文探讨具有逆幂律势的质量变化中微子暗能量模型能否自然避免参数微调、初始条件微调及量子修正问题，并解释暗能量与物质能量密度巧合的时间尺度。
2023-02-01 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology with Independently Varying Neutrino Temperature and Number
我们考虑了中微子温度和中微子数都允许偏离标准值时的大爆炸核合成和宇宙微波背景。从大爆炸核合成到现在，中微子温度被假定为与其标准模型值相差一个固定的因子。在这种情况下，从宇宙微波背景辐射的观测中得到的相对论自由度的有效数$N_{\rm eff}^{\rm CMB}$不等于中微子的真实数$N_ν$。我们确定了大爆炸核合成预测的元素丰度作为中微子数和温度的函数，将后者转换为$N_{\rm eff}^{\rm CMB}$的等效值。我们发现，一个值的$N_{\rm eff}^{\rm CMB} \approx 3$可以与$N_ν= 4$一致的降低中微子温度的$\sim 5\%$，而$N_ν= 5$被排除在任何值的$N_{\rm eff}^{\rm CMB}$。$N_{\rm eff}^{\rm CMB}$和$N_ν$的观测允许值不能解决锂问题。
2017-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Effects of Mass Varying Neutrinos on Cosmological Parameters as determined from the Cosmic Microwave Background
在具有与中微子耦合的光标量场（“加速子”）的模型中，中微子质量取决于中微子密度。由此产生的质量变化中微子（MaVaN）和加速子的耦合系统可以作为一个负压流体，是暗能量\cite{Fardon:2003eh}的候选者。MaVaN也允许更高的$Σ$ m $_ν$比地球的边界，给后期形成温暖的暗物质。本文研究了中微子质量增加对CMB谱的影响，利用CMBEASY实现了MaVaNs宇宙学。我们发现，CMB频谱只在很低的多极影响。宇宙的变化允许在晚期有显著的温暖暗物质。这意味着在MaVaNs宇宙学中，由CMB确定的$σ_8$可能不是后期结构演化的良好决定因素，可能会减少普朗克合作组织\cite{PlanckSZ:2013}报告的$σ$ $_{8}$之间的张力，而不会增加普朗克确定的哈勃常数值的张力。此外，在MaVaNs理论中，CMB数据并不一定限制地球实验中可能的中微子质量结果。
2014-05-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Increasing Neff with particles in thermal equilibrium with neutrinos
最近关于增加早期宇宙中中微子种类（Neff）的有效数量的工作集中在引入额外的相对论性种类（“暗辐射”）。我们提请注意另一种可能性：一种质量小于10 MeV的新粒子，它与中微子保持热平衡，直到它成为非相对论性粒子，从而增加了中微子相对于光子的温度。我们证明，这导致一个值的Neff是大于3，在CMB形成的Neff是大于在BBN。我们调查这些粒子的约束，从原始丰度的氦和氘在BBN和从CMB功率谱ACT和SPT测量，发现他们目前相对不受约束。我们预测了普朗克卫星对这种情况的敏感性：除了显着改善对粒子质量的约束外，在参数空间的某些区域，它还可以区分新粒子是实标量还是复标量。
2012-12-17 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on the neutrino parameters by future cosmological 21cm line and precise CMB polarization observations
对来自再电离时期的21厘米线辐射的观测对于研究宇宙的宇宙学生长具有很大的能力。另外，由引力透镜产生的CMB偏振还包含了大量的关于物质涨落后期增长的信息。在本文中，我们研究了它们对中微子性质的影响的灵敏度的密度涨落的增长，如中微子总质量，中微子物种的有效数量（额外辐射），和中微子质量等级。我们将证明，通过结合一个精确的CMB偏振观测，如西蒙斯阵列与21厘米线观测，如平方公里阵列（SKA）阶段1和重子声学振荡观测（暗能量光谱仪器：DESI），我们可以测量的非零中微子质量的影响，密度涨落的增长，如果总中微子质量大于0.1 eV。此外，在95%C. L.时，这些组合可以大大改善中微子有效粒子数σ（N_nu）~ 0.06-0.09的界的误差.最后，通过使用SKA第二阶段，我们可以确定95% C. L.的中微子质量等级。如果中微子的总质量接近或小于0.1 eV。
2016-02-08 astro-ph.CO hep-ph
Probing nonstandard neutrino cosmology with terrestrial neutrino experiments
中微子质量和轻中微子种类的数量可以在各种实验室实验中测试，也可以受到粒子天体物理学和精密宇宙学的约束。这些不同结果之间的冲突可能是中微子领域新物理学的标志。在本文中，我们探讨了调和的可能性，否则不一致的结果，在一个简单的模型包含一个轻标量场，产生质量变化的中微子（MaVaNs）。我们扩展了以前的工作，考虑中微子聚集的问题，中微子质量的额外贡献的影响，和和解的电子伏特质量无菌中微子与宇宙学。
2016-09-20 astro-ph.CO hep-ph
Redshift-space distortion constraints on the neutrino mass and models to alleviate the Hubble tension
Hokkaido University（北海道大学）
该研究通过红移空间畸变数据探讨中微子质量对哈勃张力及$S_8$张力的缓解作用，发现变电子质量模型能有效缓解两种张力。
2025-12-25 astro-ph.CO hep-ph
Model independent constraints on mass-varying neutrino scenarios
在暗能量模型中，中微子与被认为是宇宙加速的原因的标量场相互作用，通常意味着中微子质量在宇宙学时间尺度上的变化。在这项工作中，我们提出了一个参数化的中微子质量的变化，捕捉这些情况下的要点，并允许约束它们在一个独立的方式，也就是说，不诉诸于任何特定的标量场模型。利用WMAP 5年的观测资料，结合SDSS和2dFGRS的物质功率谱，得到中微子质量的极限值为$m_0 \equiv m_ν(z=0) < 0.43 (0.28)$ eV（95% C. L）。对于过去中微子质量较轻（较重）的情况，这一结果与对标准中微子施加的结果（即，常数质量）中微子。此外，对于中微子质量$Δm_ν$的质量变化与当前质量$m_0$的质量变化的比值，我们发现在95%C. L.对于$Δm_ν < 0 (Δm_ν > 0)$，与无质量变化完全一致。这些严格的质量变化的界限是不相关的中微子自由流的历史，可能会影响小尺度上的物质功率谱。相反，它们是由中微子和暗能量成分之间任何显著的能量转移都会导致不稳定性这一事实强加的，这与CMB和最大可观测尺度上的大尺度结构数据相矛盾。
2009-09-23 astro-ph.CO hep-ph
Determining the Neutrino Mass Hierarchy with Cosmology
结合当前的大尺度结构和宇宙微波背景（CMB）各向异性数据，可以对中微子质量之和施加强约束。在这里，我们表明，未来的宇宙剪切实验，结合CMB的约束，可以提供所需的统计精度来回答有关个别中微子物种的质量差异的问题。允许的可能性，群众是非退化的，我们结合Fisher矩阵预测弱透镜调查，如欧几里得与即将到来的普朗克实验。假设中微子质量分裂是由一个正常的层次，我们发现，组合普朗克和欧几里得可能会达到足够的灵敏度，把一个单一的物种的质量约束。使用贝叶斯证据计算，我们发现，这种未来的实验可以提供强有力的证据，无论是正常的或倒置的中微子层次。最后，我们表明，如果假设一个特定的中微子层次，那么这可能会偏向宇宙学参数的约束，例如暗能量状态方程参数，由> 1σ，和2.3σ的质量之和。
2009-07-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Mass Varying Neutrinos, Quintessence, and the Accelerating Expansion of the Universe
我们分析了质量变化中微子（MaVaN）的情况。本文主要在有限温度量子场论的框架下，考虑了无质量狄拉克费米子与标量场耦合的极小模型。我们证明，我们发现的质量方程有非平凡的解决方案，只有特殊类的潜力，只有在一定的温度区间。我们给出了Ratra-Peebles暗能量（DE）势的大部分结果。分析了该模型的热（时）演化。根据时间箭头，预测了稳定、亚稳和不稳定相。该模型预测，目前的宇宙低于其临界温度，并加速。在临界点，宇宙经历了一个一阶相变，从（Meta）稳定的振荡状态到DE场的不稳定的滚动状态。这一结论与最初的观点一致，即精粹是一种使宇宙滚向其真正真空的力，其Λ项为零。由于DE密度和中微子质量都是由势的尺度M决定的，所以目前的MaVaN方案不存在符合问题。选择M ~ 10^{-3} eV与当前的DE密度匹配，我们可以得到m ~ 10^{-2}-1 eV范围内的当前中微子质量和宇宙其它参数的一致估计。
2011-02-07 astro-ph.CO hep-ph
Time- and Space-Varying Neutrino Mass Matrix from Soft Topological Defects
本文研究引力中微子质量模型预言的复合后相变中形成的软拓扑缺陷，揭示其导致的中微子质量矩阵时空变化可作为区分Dirac与Majorana中微子的观测信号。
2023-08-09 astro-ph.CO gr-qc 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
Mass varying neutrinos with different quintessence potentials
质量变化的中微子的情况下进行了分析，三个审判的精髓潜力（费雷拉乔伊斯，逆指数，解冻振荡）。中微子质量是通过汤川耦合到代表暗能量的标量场产生的。反指数和振荡势成功地产生中微子质量的范围$m \sim 10^{-2}-10^{-3}~$ eV，并产生电流暗能量密度的宇宙后期加速制度。取决于势的选择，加速可能发生在两个不同的区域：（1）不稳定区域，和（2）稳定区域。第一个不稳定状态是在宇宙经历了一阶跃迁并向新的稳定真空滚动之后。在这种情况下，假想的声速$c^2_s < 0$意味着中微子密度的波动越来越大（成团）。在第二种状态下，宇宙通过连续的跃迁平稳地改变其稳定状态。自从$c^2_s > 0$以来，中微子密度是稳定的。在所有情况下，预测的宇宙晚期加速度都渐近地非常接近于$Λ$ CDM模型。进一步扩展的理论修改中微子部门的标准模型，并纳入通货膨胀进行了讨论。它还表明，在稳定的制度，中微子质量是由最小的热力学势，树级动力学的标量场是强大的单圈玻色子和费米子修正的潜力。
2021-04-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Early mass varying neutrino dark energy: Nugget formation and Hubble anomaly
我们提出了一个新的情况下，在光（$\sim$几\rm{eV}）暗费米子（不育中微子）与标量场相互作用，如在质量变化的中微子暗能量理论。由于$\rm{eV}$无菌状态自然成为非相对论性的物质辐射平等（MRE）之前，我们表明，中微子标量流体发展强烈的微扰不稳定性，随后形成中微子块金和早期的暗能量行为消失周围MRE。当费米压力平衡吸引标量力时，实现了核的稳定性，并且我们通过求解标量场的静态配置来数值地找到重冷核的质量和半径。我们发现，当DM块金密度是次优势的情况下，大部分的早期DE能量进入标量场动力学，它可以在原则上放松哈勃异常。特别是当相变后出现动能主导相时，DE密度比辐射稀释得快，满足求解$H_0$异常的要求。在我们的方案中，与最初提出的早期暗能量理论不同，暗能量密度由（$\rm{eV}$）中微子质量控制，并且不需要微调EDE标度。我们进行MCMC分析，面对我们的模型与普朗克+ SHOES和BAO数据，并找到一个非零中微子标量EDE密度在MRE的证据。我们的分析表明，该模型与SHOES测量值（$H_0 = 74.03 \pm 1.42$ km/s/Mpc）接近1.3 $σ$。
2021-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unraveling the Dirac Neutrino with Cosmological and Terrestrial Detectors
我们指出了粒子$ΔN_\text{eff}$的相对论度的有效数，宇宙学测量的$m_{ν,\text{sterile}}^{\text{eff}}$，以及地球上测量的中微子质量和有效电子中微子质量$Σm_ν$和$m_{ν_e}$之间的相关性，这种相关性产生于狄拉克中微子假说.如果中微子是狄拉克粒子，并且如果活跃中微子的无菌伙伴在早期宇宙中曾经热化，那么这个新的宇宙学遗迹将同时有助于相对论性物质的有效数量$ΔN_\text{eff}$，并且还导致宇宙学测量的有效无菌中微子质量$m_{ν,\text{sterile}}^\text{eff}$与地面测量的活跃中微子质量总和$Σm_ν$之间的相关性。我们强调，$ΔN_\text{eff}\gtrsim 3$，$m_{ν,\text{sterile}}^\text{eff}$和$Σm_ν$的标准预测以上的具体相关偏差可能是揭示中微子的狄拉克性质的预兆。我们提供了几个基准的例子，包括狄拉克leptogenesis，预测热遗迹人口的不育的合作伙伴，我们讨论了相关的观测前景与当前和不久的将来的实验。如果这项工作中强调的相关性在未来的调查中被观察到，它可以被解释为狄拉克中微子质量的支持证据。
2021-10-25 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmological parameters constraints from galaxy cluster mass function measurements in combination with other cosmological data
我们提出了从星系团质量函数测量的组合中获得的宇宙学参数约束（Vikhlinin等，2009 a，b），使用过去三年获得的新宇宙学数据：使用威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）天文台更新宇宙微波背景各向异性测量，并使用南极望远镜（SPT）在较小的角尺度上进行测量，新的哈勃常数测量，重子声学振荡和超新星Ia型观测。得到了中微子总质量和中微子有效粒子数的新的约束条件。在具有大质量中微子自由数的模型中，对这些参数的约束明显不那么强，所有考虑的宇宙学数据都与非零总中微子质量\approx 0.4 eV一致，并且大于中微子物质的标准有效数N_eff \approx 4。这些限制相比，在短基线的中微子振荡搜索的结果。提出了更新的暗能量状态方程参数约束。我们表明，考虑到系统的不确定性，目前的集群质量函数数据提供了类似的强大的约束暗能量状态方程相比，超新星Ia型观测的约束。
2012-02-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
