使用额外维度快捷方式解释LSND

中微子时间旅行

Neutrino time travel

我们讨论的因果关系性质的额外维理论允许有效的超光速散装捷径。这种无菌中微子的捷径已经被讨论作为令人困惑的LSND和MiniBooNE中微子振荡结果的解决方案。在这里，我们专注于子类别的非对称扭曲膜时空，并认为，有两个额外的维度的情况下，可能允许类时曲线，可以关闭通过路径在额外的维散装。原则上，在额外维度中传播的无菌中微子可以被操纵，以通过实验验证年代学保护猜想。

Sterile Neutrino Shortcuts in Asymmetrically Warped Extra Dimensions

Light sterile neutrinos are a popular extension of the Standard Model and are being discussed as a possible explanation for various neutrino oscillation anomalies, including the LSND, MiniBooNE, Reactor and Gallium anomalies. In order to avoid inconsistencies with constraints derived from disappearance experiments and cosmology, altered dispersion relations - which may originate from extra dimensions - have been proposed as a possible solution, dubbed as "neutrino shortcuts in the extra dimension". In this paper we develop a neutrino mass model with an asymmetrically warped extra dimension and…

额外维中的无菌活性中微子振荡和捷径

Sterile-active neutrino oscillations and shortcuts in the extra dimension

我们讨论了在大额外维理论中出现的活跃-惰性中微子振荡中可能的新共振。相对于无菌中微子通过额外维度块体的路径长度，膜中的涨落有效地增加了活性中微子的路径长度。在共振以下，标准振荡公式适用。远高于共振，活性-无菌振荡被抑制。我们表明，在30-400兆电子伏的范围内的共振能量可以解释所有的中微子振荡数据，包括LSND数据，在一个一致的四中微子模型。高共振能量意味着MiniBooNE中的信号增强。低的共振能量意味着LSND中的能谱畸变，以及来自停止的π源的增强的v_mu耗尽。共振能的数值可能与膜世界的几何方面有关。一些天体物理学和宇宙学的膜体共振的后果简要概述。

最简单的3+2模型，有两个轻的不育中微子

The simplest 3+2 model with two light sterile neutrinos

描述了最简单的3+2中微子模型，其中两个轻的惰性中微子与三个活跃中微子非常弱地混合，并且相互之间根本不混合，而可能的LSND效应的质量平方标度由m_5^2 - m^2_4提供（ν_4和ν_5是与两个惰性中微子ν_s和ν_{s '}的存在有关的两个额外质量中微子）。在解释LSND效应方面，3+2模型并不比最简单的3+1中微子模型更好，在3+1中微子模型中，一个轻的无菌中微子与三个活性中微子非常微弱地混合，而可能的LSND效应的质量平方标度由m_4 ^2- m^2_1给出（ν_4表示由于无菌中微子ν_s而存在的额外质量中微子）。然而，一个小的LSND效应的顺序O（$10^{-3}$）的振幅不排除本（前MiniBooNE）的数据。

具有额外维捷径的依赖于基线的中微子振荡

Baseline-dependent neutrino oscillations with extra-dimensional shortcuts

在额外维度的情况下，活跃中微子和惰性中微子之间的振荡可以由振荡幅度中的新共振来控制。当两个相位差之间发生抵消时，就会产生这种共振，通常的运动学相位差来自中微子质量平方差，几何学相位差来自无菌中微子相对于被限制在膜上的活性中微子穿过体的旅行时间差。在这项工作中，我们引入了一个特定的度规膜体系统，从中我们明确得出额外的维测地线的不育中微子，并最终的活性不育两态系统的振荡概率。我们发现，对于一个非对称翘曲度规，共振条件涉及到中微子的能量E和在膜上的旅行距离L。换句话说，谐振能量可以被视为基线依赖的。我们表明，一个很好的近似，共振条件不是在E或L，而是在产品LE。该模型具有丰富的含义，包括共振条件的多个解决方案的可能性，以及对现有数据集的影响，例如，LSND和MiniBooNE。一些现象与这些膜体共振进行了讨论。

两个轻的无菌中微子最大程度地相互混合，并与三个活动中微子适度混合

Two light sterile neutrinos that mix maximally with each other and moderately with three active neutrinos

由于3+1中微子模型中只有一个轻惰性中微子，结果并不十分有效，因此至少需要两个轻惰性中微子才能使太阳和大气中微子实验与LSND的结果一致，{ \it，如果}这一点被正在进行的MiniBooNE实验所证实（并且假设CPT不变性对中微子振荡成立）。我们提出了一个有吸引力的3+2中微子模型，其中两个轻不育中微子最大程度地相互混合，类似于所观察到的最大混合的μ子和τ子活性中微子。但是，虽然观测到$ν_e$和$(ν_μ-ν_τ)/\sqrt2 $的混合很大（尽管不是最大），但由于LSND振荡幅度很小，预计$ν_e$与相应的两个轻无菌中微子组合的混合只是中等的。然而，所提出的模型在解释假设的LSND结果方面并不比最简单的3+1中微子模型有效{ \it more}。另一方面，在所考虑的3+2模型中，从传统的振荡的三个活跃的中微子的偏差似乎是{ \it最小}在一个更大的类的3+2模型。

轻无菌中微子的极小模型

Minimal models with light sterile neutrinos

我们研究了中微子振荡实验对标准模型（SM）的最小扩展与$n_R$规范单重态费米子（“右手中微子”），可以占中微子质量的约束。我们认为最普遍的耦合SM领域的新领域，特别是那些打破轻子数，我们不假设任何先验层次的质量参数。我们从最低层次的复杂性开始分析这些模型，定义为额外的费米子自由度的数量。最简单的选择，有足够的自由参数在原则上（即两个质量差和两个角度），以解释确认太阳和大气振荡对应于$n_R=1$。这一最小选择被数据排除在外。次最小选择对应于$n_R=2$。我们进行了系统的研究，要求至少有两个中微子的质量差对应于太阳和大气振荡所建立的限制简并马约拉纳群众的全参数空间。我们确定了几种类型的光谱，可以适合长基线反应堆和加速器中微子振荡数据，但未能解释太阳和/或大气数据。仅有的两个解决方案是预期的跷跷板和准狄拉克区域，我们分别设定了马约拉纳质量尺度的下限和上限。太阳中性电流测量数据提供了必要的信息，以限制准狄拉克区域。简要讨论了容纳LSND/MiniBoone和反应堆异常的可能性，以及对无中微子双β衰变和氚β衰变的影响。