Clustering in growing neutrino cosmologies
我们发现，增长的中微子模型，其中不断增长的中微子质量停止暗能量标量场的动力学演化，导致大量的中微子聚集在超星系团的规模。非线性的中微子团在红移z ~ 1处形成，并可能部分地拖拽成团的暗物质。如果被观测到，大尺度非线性结构可能是一种新的吸引力的迹象，这种吸引力比引力更强，并由“宇宙子”暗能量标量场介导。
2009-01-09 astro-ph.CO
Is there evidence for additional neutrino species from cosmology?
最近的宇宙学和味振荡数据表明，除了粒子物理学标准模型预测的三种中微子之外，还有其他中微子存在。我们应用贝叶斯模型选择，以确定是否确实有任何证据，从目前的宇宙学数据集的标准宇宙学模型扩展到包括额外的中微子口味。所采用的数据集包括宇宙微波背景温度、偏振和透镜功率谱、重子声学振荡尺度和哈勃常数的测量。我们还考虑了标准中微子模型的其他扩展，如大质量中微子，以及其他宇宙学参数可能的简并。贝叶斯证据表明，目前的宇宙学数据不需要任何非标准的中微子性质。
2013-04-19 astro-ph.CO
Neutrino physics from precision cosmology
宇宙学为检验中微子物理学的各个方面提供了一个极好的实验室。在这里，我回顾了宇宙学研究中微子质量的现状，以及中微子的其他性质。最后对未来中微子性质的宇宙学探测作了详细的讨论。
2010-08-11 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
How secret interactions can reconcile sterile neutrinos with cosmology
短基线中微子振荡实验已经显示出在eV质量范围内存在额外的无菌中微子的迹象。然而，这种中微子似乎与宇宙学不相容，因为它们对宇宙结构形成的影响太大。在这里，我们表明，在无菌中微子部门的新的相互作用，可以防止它们的生产在早期宇宙和调和短基线振荡实验与宇宙学。
2013-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino physics and precision cosmology
本文综述了中微子质量和能量密度等性质对结构形成的影响。我还讨论了未来的宇宙学边界以及各种不同的方案，调和宇宙学与光不育中微子的存在。
2016-05-12 astro-ph.CO hep-ph
Light Sterile Neutrinos In Cosmology
本文简要讨论了光不育中微子（LS $ν$）的存在在宇宙学中的主要影响，以及它的性质如何受到宇宙微波背景（CMB）和其他宇宙学测量的约束。
2016-01-07 astro-ph.CO hep-ph
Generalized Boltzmann hierarchy for massive neutrinos in cosmology
玻尔兹曼解算器是计算线性区域宇宙学观测量的重要工具。在存在大量中微子的情况下，它们涉及求解玻尔兹曼方程，然后在动量空间中进行积分，以获得所需的流体性质，这是一个已知计算速度很慢的过程。在这项工作中，我们介绍了所谓的广义玻尔兹曼层次（GBH）在宇宙学中的大质量中微子，一个替代通常的玻尔兹曼层次，其中的动量依赖是集成了离开我们的一个两个参数的无限常微分方程组。除了通常的多极展开式外，现在也有分布函数的更高速度权重积分的展开式。使用一个玩具代码，我们表明，GBH产生的密度对比中微子传递函数的$\lesssim 0.5\%$精度在大尺度和中间尺度相比，中微子自由流尺度，从而提供了一个证明的GBH的原则。我们评论的GBH在一个国家的最先进的玻尔兹曼求解器的实施。
2021-11-19 astro-ph.CO
Big Bang Nucleosynthesis and Neutrino Cosmology
在未来十年中，大爆炸核合成（BBN）存在一系列令人兴奋的科学机会。BBN是几十年来粒子天体物理学的一个关键“工具”，它准备承担新的能力，以探测超越标准模型（BSM）物理学的东西。中微子性质的实验测定、新的核反应实验、先进的超级计算/模拟能力、下一代高精度宇宙微波背景观测的前景以及30米级望远镜的出现，都是推动这一发展的动力。
2019-07-22 astro-ph.CO
The connection between cosmology and neutrino physics
宇宙学为检验中微子物理学提供了一个独特而强大的实验室。在这里，我回顾了宇宙学中微子测量的现状。未来的前景也进行了讨论，特别强调与实验中微子物理学的相互作用。最后，我讨论了直接探测宇宙中微子背景及其相关的各向异性的可能性。
2010-03-22 astro-ph.CO hep-ph
Probing 21cm cosmology and radiative neutrino decays
在这里，我们讨论了最近的EDGES观察到的过剩的无线电配置文件，以及它如何可以用来约束辐射中微子衰变。
2019-04-17 astro-ph.CO hep-ph
Nonlinear growing neutrino cosmology
暗能量的能量尺度，$\sim 2 \times 10^{-3}$ eV，与所有已知的基本尺度相比，还有很长的路要走--除了中微子的质量。如果暗能量是动态的，并与中微子耦合，这就不再是巧合了。暗能量开始表现为一个有效的宇宙学常数的时间可以与宇宙中微子变得非相对论性的时间联系起来。这自然地将宇宙加速膨胀的开始置于近代宇宙历史中，解决了暗能量的“为什么”问题。我们表明，这些机制确实工作在增长的中微子五分之一模型-即使完全非线性结构的形成和反反应考虑在内，这是以前怀疑破坏宇宙学演化。中微子与暗能量的耦合产生的吸引力增长到引力强度的$10^6$倍。这导致了非常快的中微子波动动力学，在红移$z \approx 2$处是非线性的。然而，非线性稳定化现象只保证了轻微的非线性振荡中微子超密度，其大尺度引力势远小于冷暗物质扰动的引力势。根据模型参数的不同，大尺度中微子团的信号可能会使宇宙中微子背景变得可观测。
2014-07-31 astro-ph.CO
Cluster Cosmology at a Crossroads: Neutrino Masses
星系团--结合CMB和BAO数据--可以提供中微子质量总和的精确约束。然而，这些约束取决于质量-可观测关系的校准。例如，普朗克合作组织（2011 a，b）采用的质量校准排除了3.7σ处的最小6参数ΛCDM模型，并暗示中微子质量之和\sum m_v = 0.39 \pm 0.10。相比之下，Rozo等人（2012 b）从X射线、SZ和光学标度关系的自洽分析中得到的质量校准与没有大质量中微子（1.7σ）的最小平坦ΛCDM模型一致，并且更适合于其他数据（例如H 0）。我们根据最近的SPT和ACT分析讨论了这些结果，注意到Rozo等人（2012 b）的模型表明，随着这些测量结果的不确定性降低，CMB和BAO+H_0数据之间目前的温和“张力”（<2σ）将降低。
2013-03-05 astro-ph.CO
Neutrino physics from Cosmology
近年来，精密宇宙学已经成为粒子物理学越来越强大的探测器。也许最好的例子就是中微子质量的严格宇宙学上限。然而，中微子物理学的其他方面，例如它们的退耦历史和可能的非标准相互作用，也可以通过观察宇宙结构来探索。在这里，我回顾了中微子性质的宇宙学界限的现状，并讨论了未来观测的潜力，例如最近批准的EUCLID任务，精确测量中微子的性质。
2013-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Sterile neutrinos with pseudoscalar self-interactions and cosmology
在电子伏特质量范围内的惰性中微子是由一些地面中微子实验暗示的。然而，这样的中微子与来自宇宙微波背景和大尺度结构的数据高度不相容。本文讨论了如何在一种新的赝标相互作用下使eV的不育中微子与地面中微子数据相一致。我们表明，这个模型可以调和eV的无菌中微子在宇宙学中，提供了一个适合所有可用的数据，这是一个更好的方式比标准的$Λ$ CDM模型与一个额外的完全热化的无菌中微子。特别是，它也倾向于哈勃参数的值更接近当地测量值。
2015-08-11 astro-ph.CO hep-ph
Structure Formation and Backreaction in Growing Neutrino Quintessence
中微子质量对暗能量标量场的依赖性可以为暗能量的“为什么现在”问题提供一个解决方案。由此产生的宇宙学模型的动力学，不断增长的中微子精华，包括中微子之间的吸引力大大超过重力。我们提出了一个全面的方法，对完整的宇宙学演化的理解，包括大规模中微子结构的形成。我们考虑的重要影响是暗能量的局部变化和背景演化的反反应，以及相对论中微子速度。为了这个目的，我们开发了一个相对论的N体处理的中微子结合明确的计算本地的quintessence字段。在其当前阶段，模拟方法在z ~ 1之前是成功的，并且揭示了丰富的现象学。我们获得了大尺度中微子结构的形成及其对物质演化、暗能量和宇宙晚期膨胀的影响的详细图像。
2012-06-18 astro-ph.CO
Describing massive neutrinos in cosmology as a collection of independent flows
本文提出了一种新的分析方法，可以在宇宙大尺度结构的非线性描述中考虑大质量中微子。不同于标准的方法，其中中微子被描述为一个独特的热流体，它表明，整个中微子流体可以等效地分解成一个独立的流的集合。从基本守恒方程或从相空间分布函数的演化方程出发，我们推导出两个非线性运动方程，每个这些流满足。这些流体方程描述了宏观场的演化。我们详细解释了我们定义的流的集合和标准的大质量中微子流体之间的连接。然后，在绝热初始条件的特定情况下，我们明确检查，在线性顺序，这个新的方程组的分辨率再现的标准方法的基础上的碰撞玻尔兹曼层次结构中获得的结果。此外，本文提出的方法可以显示每个中微子流如何根据初始速度进入冷暗物质流。它为在大尺度结构生长的框架内完全非线性处理中微子的动力学演化开辟了道路。
2013-11-21 astro-ph.CO
Shedding Light on Dark Matter and Neutrino Interactions from Cosmology
在$\rmΛ$ CDM宇宙学中，暗物质（DM）和中微子被假定为不相互作用。然而，也有可能存在DM-中微子相互作用的情况，导致DM与中微子的散射和DM湮灭为中微子。我们通过利用普朗克2018年数据集（高-l TT+TE+EE，低-l TT，低-l EE）根据宇宙学数据调查了这种情况的可行性，并根据相同的情况约束这些过程。我们还讨论了一个存在DM-中微子相互作用的可行粒子DM模型，并将得到的约束映射到模型的参数空间。
2021-09-15 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Sterile Neutrino Cosmology with Terrestrial Oscillation Experiments
我们探讨了地面中微子振荡实验和天体物理/宇宙学测量在探测不育中微子存在方面的互补性。我们发现，即将到来的加速器中微子实验将不会改善约束的时候，他们是可操作的，但反应堆实验已经可以探测参数空间超出了普朗克的范围。我们强调宇宙学实验和反应堆反中微子实验之间的紧张关系，并列举了解决这种紧张关系的几种可能性。
2019-05-08 astro-ph.CO hep-ph
Light sterile neutrinos and pseudoscalar interactions in cosmology
短基线（SBL）中微子振荡异常暗示了质量约为1 eV的无菌中微子的存在。然而，如果没有新的物理假设，这样的中微子与宇宙学数据，特别是来自宇宙微波背景（CMB）的数据是高度不相容的。一个有趣的可能性，调和宇宙学中的1 eV无菌中微子的存在是一个新的赝标量相互作用的存在。如果无菌中微子经历了这样的赝标相互作用，宇宙学分析的完整CMB数据更倾向于一个无菌中微子的质量是完全兼容的SBL测定。额外的相互作用也可以获得改进的兼容性的宇宙学预测与当地测量的哈勃参数。
2017-01-16 astro-ph.CO hep-ph
How to add massive neutrinos to your $Λ$CDM simulation -- extending cosmology rescaling algorithms
由于高精度大尺度结构观测即将到来，在大质量中微子存在的情况下提供物质和发光示踪剂的空间分布的准确预测是一项重要任务。在这项工作中，我们通过扩展宇宙学重新标度算法来解决这一挑战，大规模中微子宇宙学。以这种方式，可以修改$Λ$ CDM模拟，以在存在任意质量的热组分的情况下提供非线性结构形成预测，并且如果需要，可以包括对大尺度上的物质聚集的非重力修改。我们测试的准确性的方法进行了一套明确的模拟进行比较，包括在其演化方程中的中微子组件的预测。我们发现，对于质量在$M_ν\in [0.06, 0.3] ~ \mathrm{eV}$范围内的中微子，在所有尺度$k<2~h~\mathrm{Mpc}^{-1}$上，物质功率谱的恢复都优于$1\%$.同样，晕质量函数的预测在百分之几的水平上的范围$M_{\rm halo} \in [10^{12}, 10^{15}] ~ h^{-1} ~ \mathrm{M}_{\odot}$，所以也做的星系2点相关函数的多极在红移空间超过$r \in [0.1, 200] ~ h^{-1} ~ \mathrm{Mpc}$。我们提供了必要的转换，作为一个功能的$Ω_{\rm m}$和$Ω_ν$为各种目标红移的参数形式。
2019-12-03 astro-ph.CO
Testing 3+1 and 3+2 neutrino mass models with cosmology and short baseline experiments
最近的短基线中微子振荡实验和宇宙微波背景各向异性测量的结果表明存在额外的不育中微子。在本文中，我们适当地结合这些数据集，推导出3+1和3+2框架中的不育中微子质量的界限，发现两个数据集之间潜在的良好协议。然而，当分析中包括星系团时，振荡和宇宙学数据之间的张力明显存在。
2012-07-27 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino mass in cosmology: status and prospects
我给宇宙学中的中微子质量的影响的概述，侧重于他们在宇宙学扰动的演变中发挥的作用。我将讨论如何最近的观测宇宙微波背景各向异性和大规模的物质分布可以探测中微子质量更高的精度比目前的实验室实验。我描述了几种新的技术，将用于探测宇宙学在未来，以及在非线性物质的功率谱和相关的观测量的计算的最新进展。
2011-11-06 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino properties from cosmology
精密宇宙学能够以前所未有的精度测试基础物理学，包括中微子性质。在这项工作中，我回顾了中微子宇宙学的基础知识。我简要地描述了中微子如何影响宇宙学的观测，如各向异性的宇宙微波背景和波动的物质场。我显示当前的限制和预测的中微子质量$Σm_ν$和相对论性物种的数量$N_\mathrm{eff}$从选择的宇宙学数据的总和的敏感性。最后，我评论一下这些界限对中微子物理学的影响。
2018-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Right-handed Neutrino Dark Matter, Neutrino Masses, and non-Standard Cosmology in a 2HDM
本文在双希格斯玻色子模型中研究了弱尺度右手中微子的暗物质现象。直接探测实验中的预期信号与通常的自旋无关和自旋相关分类不同，因为与夸克的散射取决于暗物质的自旋。暗物质遗迹密度是由热冻结和非标准宇宙学的存在所决定的，在非标准宇宙学中，阿贝尔规范对称性是暗物质产生机制的关键。我们表明，这样的对称性使我们能够同时解决中微子质量和一般两个希格斯双重模型的建设存在的味道问题。最后，我们勾勒出参数空间的区域，服从碰撞器，微扰么正性和直接检测约束。
2020-12-16 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology seeking friendship with sterile neutrinos
精确宇宙学和大爆炸核合成理论倾向于宇宙中除了光子和普通中微子之外的额外辐射，这支持了低质量无菌中微子的存在。我们利用WMAP 7年的观测数据，ACBAR、BICEP和QuAD的小尺度CMB观测数据，SDSS第7次发布的观测数据，以及HST观测的哈勃参数测量数据，推导了热激发无菌中微子态的共同质量标度m_s和有效数N_s的可信区域。我们的结果与LSND和MiniBooNE所提出的一个或两个不育中微子的存在是一致的，如果m_s在亚eV范围内.
2010-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Neutrinos in Cosmology
本文系统回顾了中微子在宇宙学中的关键作用，涵盖退耦过程、有效自由度约束、质量总和与质量谱限制、质量排序对实验设计的影响，并展望了直接探测宇宙遗迹中微子的前景。
2024-04-30 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology with massive neutrinos II: on the universality of the halo mass function and bias
我们使用了一个大套件的N体模拟研究偏离普遍性的晕丰度和集群的宇宙学与非零中微子质量。为此，我们研究了晕质量函数和晕偏置因子如何依赖于标度变量$σ^2(M,z)$，初始物质涨落场的方差，而不是晕质量$M$和红移$z$本身。我们表明，使用冷暗物质的方差，而不是总质量场，即，$σ^2_{cdm}(M,z)$而不是$σ^2_{m}(M,z)$，产生更通用的结果。对晕偏差的分析得出了类似的结论：当大尺度晕偏差相对于冷暗物质功率谱被定义时，结果既更具有普遍性，又不那么依赖于尺度或$k$。这些结果在本系列的论文I和III中得到了广泛的应用。
2013-11-05 astro-ph.CO
Towards Neutrino Mass from Cosmology without Optical Depth Information
随着低红移探测器达到前所未有的精度，CMB光学深度的不确定性预计将成为未来宇宙学中微子质量约束的限制因素。在本文中，我们讨论在何种程度上的组合CMB透镜和星系巡天测量在低红移$z\sim 0.5-5$将能够使竞争力的中微子质量测量，而不依赖于任何光学深度的限制。我们发现，LSST星系和CMB-S4透镜的组合应该能够实现限制中微子质量总和为25毫电子伏没有光学深度的信息，一个独立的测量是竞争力或略优于30毫电子伏的约束可能与CMB-S4和当今的光学深度测量。这些限制起源于结构的增长，在很宽的红移范围内，以及最重要的是，在一个大的体积测量的星系功率谱的形状互相关层析探测。我们警告说，可能的并发症，如高阶偏置和系统误差在高红移星系团的分析只是简要讨论，可能是不可忽略的。尽管如此，我们的研究结果表明，在目前的光学深度限制和超越的高精度中微子质量测量的新品种是可能的。
2018-09-06 astro-ph.CO
Are priors responsible for cosmology favoring additional neutrino species?
最近的宇宙学数据和味振荡实验（MiniBooNE和LSND）的结果都支持低质量无菌中微子的存在。宇宙学数据似乎微弱地支持宇宙中除了光子和三个标准中微子家族之外的其他形式的辐射。我们重新考虑宇宙学的证据，使额外的有效中微子种类的先验独立的置信区间尽可能。我们发现，一旦先验依赖被删除，最新的宇宙学数据显示没有证据偏离中微子物种的标准数。
2011-06-24 astro-ph.CO hep-ph
An accurate fluid approximation for massive neutrinos in cosmology
针对宇宙学 Boltzmann 求解器中大质量中微子计算昂贵的问题，本文引入声速尺度依赖性以刻画中微子流体色散，提出改进流体近似，在 $z\lesssim5$ 时将传递函数误差降至约5%以内。
2023-07-06 astro-ph.CO
Cosmology with sterile neutrino masses from oscillation experiments
从宇宙学和中微子振荡实验中都有线索表明，一个或两个电子伏特质量的无菌中微子是有利的。我们认为，从短基线中微子实验与宇宙学观测相结合的数据的影响。特别是我们考虑宇宙模型的状态方程的暗能量和曲率是允许变化的。我们发现短基线实验和宇宙学结果的一致性取决于所使用的宇宙学数据集。当这两个是一致的，我们发现，从短基线实验中包含的信息，只有轻微的影响宇宙学模型参数的首选值。具有宇宙学常数型暗能量和零曲率的宇宙仍然与我们使用的数据完全一致。我们还报告说，在10 eV的范围内的热化不育中微子是完全符合广泛的宇宙学数据，只要不考虑的物质功率谱的信息。
2013-03-19 astro-ph.CO 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
The contribution of light Majorana neutrinos to neutrinoless double beta decay and cosmology
宇宙学正在取得令人印象深刻的进展，它正在对中微子质量的总和产生严格的限制，这是目前实验室实验中非常重要的参数。在这封信中，我们利用Palanque-Delabrouille等人[JCAP 1502，045（2015）]的分析与无中微子双β衰变（0νββ）搜索的潜在相关性。这个分析表明最轻的中微子质量很小，因为作者发现在1σ C时中微子的能量小于84 meV。L.，并为正常层次提供1σ偏好。用0νββ探测的马约拉纳有效质量的允许值在3σ C. L时<75 meV。在1σ C. L.时，能量降低到20 meV以下。如果该指示被证实，则对0 v66实验的影响将是巨大的，因为检测信号的可能性将超出下一代实验的范围。
2015-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Neutrinos in Astrophysics and Cosmology: Theoretical Advanced Study Institute (TASI) 2020 Lectures
我介绍了中微子质量和混合的早期宇宙的稠密环境和天体物理环境中的后果。热效应和物质效应的两个中微子形式主义的背景下进行审查，与方法的扩展到多个中微子。观测到的大中微子混合角对宇宙学轻子（或中微子）不对称性有最强的约束，而新的无菌中微子提供了丰富的可能的新物理，包括轻子不对称性的产生以及暗物质的候选者。本文还综述了宇宙微波背景和大尺度结构对中微子质量和能量密度的限制。最后，我回顾了X射线天文学如何成为中微子物理学的一个分支，在寻找千电子伏级的无菌中微子暗物质辐射衰变。
2021-03-23 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino Mass from Cosmology: Probing Physics Beyond the Standard Model
宇宙观测的最新进展使我们即将发现中微子质量的绝对尺度。非零中微子质量是标准模型之外的新物理学的已知证据。在过去的十年中，我们对大质量中微子存在下物质聚集的理解有了显着的提高，产生了比任何实验室实验都更严格的宇宙学约束，并且在未来十年中将显着提高，从而保证了绝对中微子质量尺度的检测。
2019-03-08 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology with self-interacting sterile neutrinos and dark matter - A pseudoscalar model
短基线中微子振荡实验已经显示出在eV质量范围内存在额外的无菌中微子的迹象。这样的无菌中微子与宇宙学是不相容的，因为它们抑制结构的形成，除非它们可以在早期宇宙中被阻止热化，或者通过随后的衰变或湮灭被去除。在这里，我们提出了一个新的情况下，不育中微子和暗物质耦合到一个新的，轻的赝标量。这可以防止不育中微子的热化，并使暗物质充分地自我相互作用，从而对银河系动力学产生影响，并可能解决标准冷暗物质场景中的一些已知问题。更重要的是，它导致了一个强自相互作用的等离子体的无菌中微子和赝标量在晚些时候，并提供了一个很好的适合CMB数据。通常的宇宙学中微子质量问题是避免了不育中微子湮灭为伪标量。$H_0$的优选值基本上高于标准$Λ$ CDM中的值，并且与局部测量的一致性更好。
2015-03-27 astro-ph.CO hep-ph
Probing relic neutrino decays with 21 cm cosmology
我们展示了如何21厘米宇宙学可以测试遗迹中微子辐射衰变成不育中微子。利用最近的EDGES结果，我们得到的衰减中微子的寿命的限制。如果EDGES异常将被证实，那么有两个解决方案，一个是比宇宙年龄长得多的寿命，另一个是比宇宙年龄短得多的寿命，这表明残余中微子辐射衰变可以以简单的方式解释异常。我们还展示了如何将EDGES结果与射电背景观测结果相结合，表明在拟议的非标准宇宙学场景中，ARCADE 2过剩也可以与EDGES异常一起再现。我们对EDGES探测到的红移处的比强度的计算也适用于衰变暗物质的情况，并修正了以往文献中的一个有缺陷的表达式。
2018-09-20 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology Based on f(R) Gravity Admits 1 eV Sterile Neutrinos
它表明，最近的中微子振荡实验，有利于无菌中微子的质量为1 eV的顺序，和宇宙学数据施加严格的约束中微子质量从自由流抑制密度波动之间的紧张关系，可以解决目前的宇宙加速膨胀的模型的基础上f（R）引力。
2013-03-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Determining the Neutrino Lifetime from Cosmology
我们探讨的宇宙学信号的理论，中微子衰变成不可见的暗辐射后，成为非相对论性。我们表明，在这种情况下，不久的将来从欧几里得卫星的大尺度结构测量，当结合从普朗克的宇宙微波背景数据，可能允许一个独立的测定中微子的寿命和它们的质量之和。这些参数可以独立确定，因为欧几里得数据将覆盖一系列红移，允许跟踪结构随时间的增长。如果中微子在宇宙学时间尺度上是稳定的，这些观测可以将中微子寿命的下限提高7个数量级，从$\mathcal{O}(10)$年提高到$2\times 10^8$年（$95\%$ C.L.），而不会显著影响中微子质量的测量。另一方面，如果中微子在变为非相对论性后衰变，但衰变的时间尺度小于$\mathcal{O}(100)$百万年，那么这些观测结果不仅可以首次测量中微子质量的总和，还可以从宇宙学角度确定中微子的寿命。
2020-02-19 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino mass from Cosmology
中微子可以在宇宙的演化中发挥重要作用，修改一些宇宙学观测值。在这篇文章中，我们总结了宇宙学遗迹中微子的主要方面，我们描述了目前的宇宙学数据的精度可以用来了解中微子的属性，特别是它们的质量，提供补充信息的β衰变和中微子双β衰变实验。我们展示了如何分析当前的宇宙学观测，如各向异性的宇宙微波背景或大尺度结构的分布，提供了一个上限的总和中微子质量的顺序为1 eV或更少，从未来的宇宙学测量，预计将是敏感的中微子质量以及到亚eV范围内的非常好的前景。
2012-12-26 astro-ph.CO hep-ph
Light sterile neutrinos: oscillations and cosmology
质量约为1 eV的轻惰性中微子作为所谓短基线中微子振荡异常的可能解释已经被研究了很多年。最近，几个中微子振荡实验报道的偏好非零值的混合角和平方质量差的积极无菌混合，但并不总是一致的。我回顾了我们目前的知识轻不育中微子在3+1模型，开始一个单独的讨论最相关的搜索的状态，然后分析出现的问题时，结合不同的探针在一个全球性的适合。还提供了一个简短的总结与宇宙学观测的紧张局势。
2019-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Long Range Interactions in Cosmology: Implications for Neutrinos
由于早期宇宙的密度很大，宇宙学非常适合研究长程相互作用的影响。在这篇文章中，我们探讨了如何能量密度和状态方程的费米子系统偏离通常假设的理想气体形式下的标量长程相互作用的范围远小于宇宙尺度的存在。在这种情况下，“小”尺度物理学可能会影响我们最大尺度的观测。作为一个基准，我们应用形式主义的自相互作用中微子，进行分析，目前和未来的宇宙学数据。我们的研究结果表明，目前的宇宙学中微子质量约束是完全避免在存在的长程相互作用，在不久的将来打开的实验室中微子质量检测的可能性。我们还证明了中微子实验室实验和未来EUCLID调查之间有趣的互补性。
2021-05-11 astro-ph.CO hep-ph
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
Non-standard neutrino cosmology dilutes the lensing anomaly
尽管标准宇宙学模型取得了令人印象深刻的成功，但仍有一些异常现象与它的胜利背道而驰。其中之一是所谓的透镜异常：普朗克卫星观测到比预期更强的CMB引力透镜。中微子在这种异常中的作用大多被忽视，尽管它们在CMB透镜中起着关键作用，因为在标准情况下，它们往往会增加张力。在这里，我们表明，这强烈依赖于假设的中微子状态方程。我们证明，如果中微子尚未发现的长程相互作用，透镜模式显着影响，呈现透镜异常作为一个统计波动。因此，我们的研究结果打开了一个窗口，连接异常CMB透镜与现在和未来的宇宙学，天体物理学和中微子性质的实验室测量。
2022-10-13 astro-ph.CO hep-ph
Flavor versus mass eigenstates in neutrino asymmetries: implications for cosmology
我们表明，如果它们存在，轻子数不对称性（$L_α$）的中微子味应该区别于质量本征态的（$L_i$），因为大爆炸核合成（BBN）的味本征态的边界不能直接应用于质量本征态。同样，质量本征态的宇宙微波背景（CMB）约束并不直接约束味不对称性。由于质量和味本征态的不同，中微子味的不对称性的宇宙学约束可以比传统的预期强得多，但不是唯一确定的，除非至少最重的中微子的不对称性得到很好的约束。作为一个例子，给出了$L_i$的宇宙学约束.
2017-09-19 astro-ph.CO hep-ph
Statistical tests of sterile neutrinos using cosmology and short-baseline data
在本文中，我们重新审视的问题，宇宙学提供的情况下，用无菌中微子调用描述的SBL异常使用贝叶斯统计检验的信息。我们对不同宇宙学数据组合下的$Λ$ CDM $+r+ν_s$宇宙学数据进行了分析，得到了两个相关参数的边际宇宙学似然性，即无菌中微子质量$m_s$及其对早期宇宙能量密度的贡献$N_{\rm eff}$ .然后，我们提出了一个分析，以量化在哪一个级别的一个模型与一个无菌中微子是（不）有利于一个模型，只有三个活跃的中微子，使用短基线实验和宇宙学的结果。我们研究的依赖关系的结果上的宇宙学数据考虑，特别是列入最近的BICEP 2的结果和SZ集群数据从普朗克任务。我们发现，只有当集群数据包括一个额外的不育中微子的模型可以变得更有利于只有三个活跃的模型提供的不育中微子对辐射密度的贡献被抑制相对于完全热化的情况。我们还量化了宇宙学和SBL结果所暗示的不育中微子质量之间的兼容性水平。
2014-07-14 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino Oscillations form Cosmic Sources: a Nu Window to Cosmology
本文将中微子振荡的标准讨论推广到天体物理中微子在膨胀空间中的传播。这种扩展引入了一个新的宇宙学参数$I$的振荡阶段。这个新参数记录宇宙历史的方式与红移z或视光度D_L的方式大致相同。通过中微子振荡测量$I$有助于确定宇宙学参数并区分不同的宇宙学。
2011-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Neutrinos in Cosmology and Astrophysics
本文简要介绍了中微子物理和天体物理的最新进展，这些进展对核物理前沿研究具有重要意义。我们认为，这些发展以新的方式将核物理与观测宇宙学和天体物理学的令人兴奋的发展联系起来。此外，中微子在稠密物质中的行为本身就是多体量子力学的一个基本问题，在某些方面类似于核物质和原子核中的众所周知的问题，在某些方面则完全不同，特别是因为非线性和量子去相干。自相互作用中微子气体是唯一由弱相互作用驱动的多体系统。
2013-03-15 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Neutrino meets ultralight dark matter: $\boldsymbol{0νββ}$ decay and cosmology
我们研究了由超轻暗物质场与中微子耦合引起的无中微子双β衰变。如果耦合违反轻子数，$0νββ$衰变的影响是显着的，其中$ΔL=2$跃迁直接由暗物质场驱动，而没有进一步抑制小中微子质量。由于超轻暗物质可以用经典场很好地描述，因此这种效应的特征是衰变事件中的周期性调制模式。然而，我们发现，在早期宇宙中，这种耦合很可能会改变标准的宇宙学结果。特别是，中微子自由流的要求之前的物质辐射的平等严重约束的参数空间，使未来的$0νββ$衰变实验几乎看不到任何信号，即使与meV的有效中微子质量的灵敏度。
2022-06-16 astro-ph.CO hep-ph
Sterile neutrinos in cosmology
在中微子质量产生机制中，不育中微子是粒子物理标准模型的自然延伸。如果它们相对较轻，小于约10 keV，它们可以显著改变宇宙学，从早期宇宙到今天的物质和辐射能量密度。在这里，我们回顾了宇宙学的作用，这种轻不育中微子可以发挥从早期宇宙，包括生产keV级不育中微子的暗物质的候选人，和轻eV级不育中微子的动力学弱耦合活动中微子时代。本文综述了在宇宙微波背景和大尺度结构数据中提出的轻不育中微子的特征。我们还讨论了keV尺度的无菌中微子暗物质衰变的X射线观测签名，包括最近的候选人$\sim$ 3.5 keV的X射线线检测一致的衰减的$\sim$ 7 keV的无菌中微子暗物质粒子。
2017-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The role of sterile neutrinos in cosmology and astrophysics
我们提出了一个全面的概述扩展的标准模型，其中包含三个右手（无菌）中微子的质量低于电弱标度[中微子最小标准模型，（nuMSM）]。我们考虑宇宙的历史，从暴胀时代到今天，并证明，大多数观察到的现象超出了标准模型可以在这个模型的框架内解释。我们回顾了宇宙的重子不对称性的机制在nuMSM和讨论的暗物质候选人，可以是温暖的或寒冷的，并满足所有现有的限制。从粒子物理学的观点，该模型提供了一个解释中微子味振荡。利用现有的实验技术可以验证nuMSM。
2009-07-22 astro-ph.CO hep-ph
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
Consistent treatment of flavour-specific neutrino self-interactions in cosmology
Instituto de Física Corpuscular, CSIC-Universitat de València（粒子物理研究所，西班牙瓦伦西亚大学）；Departament de Física Tèorica, Universitat de València（理论物理系，西班牙瓦伦西亚大学）；UCLouvain, Centre for Cosmology, Particle Physics and Phenomenology (CP3)（天主教鲁汶大学，宇宙学、粒子物理与现象学中心）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；Bielefeld University（比勒费尔德大学）
本研究从量子动理学方程推导中微子质量态玻尔兹曼层级，发现组合流体方法可近似大多数味特异性中微子自相互作用，并量化了CMB约束的减弱因子。
2026-09-15 astro-ph.CO hep-ph
