LSND versus MiniBooNE: Sterile neutrinos with energy dependent masses and mixing?
标准的活动-无菌中微子振荡不提供一个令人满意的描述的LSND证据中微子振荡与MiniBooNE和其他零结果短基线振荡实验的约束。然而,如果无菌中微子的质量或混合以一种奇异的方式依赖于它的能量,所有的数据就变得一致了。我探讨的假设,无论是质量或混合尺度与中微子能量为$1/E_ν^r (r > 0)$的唯象后果。由于LSND中的中微子能量约为40 MeV,而MiniBooNE的能量约为1 GeV,因此MiniBooNE中的振荡得到抑制,这两个结果对于$r\gtrsim 0.2$完全兼容。此外,通过探索各种实验的不同能量状态,所有相关数据的全局拟合也显著改善。如果质量(混合)与能量成比例,则最佳拟合$χ^2$相对于标准无菌中微子振荡减少12.7(14.1)个单位。
2008-01-25 hep-ph
Sensitivity of Future Tritium Decay Experiments to New Physics
本文分析了未来氚衰变实验对keV质量惰性中微子和奇异相互作用的敏感度,计算了相关衰变分布并展示了探测新物理的预期潜力。
2023-03-26 hep-ph
Prospects for Finding Sterile Neutrino Dark Matter at KATRIN
我们讨论在什么情况下,在即将到来的实验室寻找千电子伏级的无菌中微子的信号将与这些粒子是相当大的一部分或全部的暗物质兼容。在KATRIN/Tristan实验上可以访问的参数空间中,需要放宽强X射线限制,并避免暗物质的过度产生。我们讨论了推迟生产的暗物质到较低的温度,减少无菌中微子的贡献暗物质,并减少分支比的光子和活性中微子通过取消一个新的物理图。Dodelson-Widrow和Shi-Fuller两种产生无菌中微子暗物质的机制都被考虑。作为最后一个异国情调的例子,CPT违反的潜在后果进行了讨论。
2021-12-24 astro-ph.CO hep-ph
COHERENT constraints to conventional and exotic neutrino physics
中性流相干弹性中微子-原子核散射过程与标准模型(SM)的预期一致,最近已在Spanish中子源的COHERENT实验上得到测量。根据观测到的信号和我们对相关Cs和I同位素的核计算,更新了对常规和奇异中微子物理的约束。本研究集中在各种SM扩展涉及矢量和张量非标准相互作用以及中微子的电磁性质,重点是中微子磁矩和中微子电荷半径。此外,模型解决一个轻不育中微子状态和新的传播场的情况-如矢量$Z^\prime$和标量玻色子-检查,和相应的区域排除的相干实验。
2018-02-15 hep-ph
Three sterile neutrinos in E6
电弱相互作用和强相互作用的统一的候选者包括大统一群SU(5)、SO(10)和例外群E6。E6的27维基本表象包含奇异费米子,包括电荷为-1/3的弱等单线态夸克、矢量类弱等重线轻子和中性轻子,它们在左手和右手SU(2)下都是单线态。这些最后的是轻的“不育”中微子的候选者,最近的一些短基线中微子实验暗示了这一点。为了容纳三个夸克族和带电轻子族,E6模型必须包含三个27-plets,每个plets都包含一个不育的中微子候选者n。内的混合模式的27-plets进行了描述,并讨论了实验结果。
2014-07-29 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Assessment of the Dimension-5 Seesaw Portal and Impact of Exotic Higgs Decays on Non-Pointing Photon Searches
五维跷跷板门是一个I型跷跷板模型,由涉及无菌中微子态的$d=5$算符扩展,导致所有中微子与标准模型中性玻色子之间的新相互作用。在这项工作中,我们主要集中在这些新的运营商在GeV级的影响。特别地,我们重新计算了重中微子的全衰变宽度,直到三体衰变。我们还审查了偶极子运营商的界限,并重新审视其系数的LEP约束。最后,我们转向希格斯衰变产生的重中微子对,前者寿命长,分裂成一个光子和一个轻中微子。我们通过重铸两个ATLAS搜索非指向光子来探测这个过程,显示了预期的事件分布,包括到达时间$t_γ$和指向变量$|Δz_γ|$。
2022-08-15 hep-ph
Are Light Sterile Neutrinos Preferred or Disfavored by Cosmology?
我们发现,一个宇宙学模型,包括2个无菌中微子与质量约1 eV的每个,有利于全球中微子振荡分析,包括短基线结果的可行性,是显着依赖于数据集的选择,包括在分析和控制与这些数据集相关的系统不确定性的能力。我们的分析包括各种宇宙学探测,包括宇宙微波背景(WMAP 7 +SPT),哈勃常数(HST),星系功率谱(SDSS-DR 7)和超新星距离(SDSS和Union 2汇编)。在联合观测分析中,我们的不育中微子模型在使用MLCS光变曲线拟合器进行超新星测量时与LCDM模型一样有利,而在使用SALT 2拟合器时,在Δχ^2 ~ 18处的数据则强烈不利。当排除超新星测量时,在Δχ^2 ~ 12处,不育中微子模型不受其他数据集的青睐,当考虑曲率、演化的暗能量、额外的相对论性物质、光谱指数的变化以及原始氦丰度的自由度时,在Δχ^2 ~ 3处,不育中微子模型最多只会变得稍微不受欢迎。没有一个额外的参数可以解释这种影响的大部分。因此,如果实验室实验继续支持大约eV质量的无菌中微子的情况,并且如果宇宙学决定性地不支持这种情况,那么一个比这里探索的更奇特的宇宙学模型可能是必要的。
2013-02-04 astro-ph.CO hep-ph
Standard and exotic interpretations of the atmospheric neutrino data
简要讨论了大气中微子亏损的一些理论解释的现状。具体而言,我们显示的FC机制和标准振荡假设的结果,无论是在活动和无菌通道。所有这些机制都能够使目前的数据符合良好的统计水平。其中,nu_mu --> nu_tau振荡无疑是对大气中微子亏损的最好解释,与实验数据吻合得非常好。
2000-01-13 hep-ex hep-ph
Search for Light Exotic Fermions in Double-Beta Decays
粒子物理学标准模型预言了某些原子核的双$β$衰变,同时发射两个活跃的中微子。在这封信中,我们认为,双$β$衰变实验可以用来探测模型与轻奇异费米子通过搜索的光谱扭曲的电子光谱相对于标准模型的期望。我们考虑两个具体的例子:模型与轻不育中微子,单独产生的双$β$衰变,模型与轻$Z_2$奇费米子,对产生由于$Z_2$对称性。我们估计的发现潜力的选择双$β$衰变实验,并发现,未来的搜索将测试的第一次在兆电子伏质量尺度的参数空间的一个新的部分。
2021-02-10 hep-ex hep-ph nucl-ex
$γ$ rays from in-flight positron annihilation as a probe of new physics
本研究利用正电子飞行中湮灭产生的$γ$射线,结合空间望远镜观测数据,对亲电子弱相互作用粒子等新物理候选体设定了更严格的约束,证明该方法是新物理研究的有效探针。
2024-05-14 astro-ph.HE hep-ph
Through Iron & Ice: Searching for Sterile Neutrinos at the IceCube Neutrino Observatory
尽管在过去的半个世纪里,我们对中微子的理解取得了迅速的进展,但关于它们的性质还有很多未知之处。这使得中微子成为超越标准模型(BSM)物理学最有希望的门户,中微子已经提供了富有成效的惊喜。在过去的三十年里,许多中微子实验都观察到了与$Δm^2 \sim 1\ \textrm{eV}^2$质量平方分裂一致的异常振荡信号,这激发了无菌中微子的存在和寻找。另一方面,其他实验没有看到这样的信号。在这篇论文中,我们提出了两个分析。第一个是更新的不育中微子全球符合最近的实验数据。我们发现,3+1模型提供了一个更好的适合全球数据集相比,空,$Δχ^2 = 51$的改进,增加了只有3个自由度,对应于$6.6σ$。虽然有很大的改善,我们也发现$5.1σ$的数据集之间的不可调和的张力,使用参数拟合优度测试计算。这激发了对扩展模型的探索:3+2模型和3+1+衰变模型。在3+2模型中,我们发现对拟合的改善可以忽略不计,$5.5σ$的张力甚至更差。在更奇特的3+1+衰变模型中,我们发现张力减少到$3.6σ$。虽然与只增加一个参数的3+1模式相比有了很大改进,但紧张局势仍然太大,无法缓解人们的关切。第二个分析是扩大IceCube无菌中微子搜索的结果。之前的无菌中微子搜索没有发现无菌中微子的证据,发现p值为8%。在三个无菌混合角($θ_{14}, θ_{24}$和$θ_{34}$)中,仅拟合$θ_{24}$,因为…
2022-10-17 hep-ex hep-ph
A topological approach to Neutrino masses by using exotic smoothness
在本文中,我们将考虑一个具有两个拓扑跃迁的宇宙模型。该模型的光滑四维时空允许其三维切片的拓扑跃迁。整个方法的灵感来自于$S^{3}\times\mathbb{R}$上的一类奇异光滑结构。特别是,这类光滑结构诱导两个拓扑转变。然后,我们能够计算与这些拓扑转变相关的能量尺度。对于第一次跃迁,我们将得到GUT标度的值,第二次跃迁的能量在电弱标度。奇异的$S^{3}\times\mathbb{R}$的拓扑结构决定了尺度的能量和右手无菌中微子的存在。它是跷跷板机制的输入。其次,基于这个模型,我们能够计算出中微子的质量,这与实验符合得很好。最后,我们将再次基于拓扑学来推测为什么会有三代中微子以及中微子和反中微子之间的不对称性。
2019-04-04 gr-qc hep-ph hep-th
Long-lived Heavy Neutrinos from Higgs Decays
在规范$B-L$模型中研究了右手中微子通过标准模型希格斯玻色子的成对产生.质量为几十GeV的右手中微子通过跷跷板机制产生可行的轻中微子质量,自然会在LHC和拟议的轻子对撞机上表现出位移的顶点和独特的签名。右手中微子的产生速率取决于与$B-L$破缺有关的SM希格斯粒子和奇异希格斯粒子之间的混合,而它们的衰变长度则取决于活跃-惰性中微子的混合。我们专注于位移轻子的最终状态所产生的这样一个过程,并分析了LHC和建议的轻子对撞机在探测活跃的无菌中微子混合的灵敏度范围。我们表明,混合到μ子小到$V_{μN} \approx 10^{-7}$可以探测在大型强子对撞机与100 fb $^{-1}$和建议轻子对撞机与5000 fb $^{-1}$。LHC未来的高亮度运行和拟议中的MATHUSLA探测器可能会进一步提高这一范围的数量级。
2018-09-03 hep-ex hep-ph
Search for exotic interactions of solar neutrinos in the CDEX-10 experiment
CDEX-10 利用 205.4 kg·day 数据寻找太阳中微子的非标准相互作用,对 U(1)_{B-L} 规范玻色子及暗光子诱导的惰性中微子耦合参数空间给出了新实验约束。
2023-06-02 hep-ex hep-ph physics.ins-det
The Low-Scale Seesaw Solution to the $M_W$ and $(g-2)_μ$ Anomalies
针对CDF-II的$W$质量与缪子$g-2$异常,提出低尺度跷跷板机制下的简化标准模型扩展,引入一对矢量轻子,联合解释两种异常,并讨论三族推广。
2023-03-01 hep-ph
Solar Neutrinos as a Probe of Dark Matter-Neutrino Interactions
eV尺度的惰性中微子长期以来一直在短基线中微子实验的异常背景下进行研究。只要无菌中微子区具有奇异相互作用的非平凡动力学,它们的宇宙学就可以与我们对早期宇宙的理解相兼容,这可能为暗物质(DM)之谜提供了一个联系。DM和中微子之间的相互作用也被提出来解决大尺度结构形成领域中长期存在的“丢失卫星”问题。出于这些考虑,在本文中,我们讨论了现实的情况下,光灭菌耦合DM。我们指出,在这个框架内,主动中微子获得有效的耦合DM表现为一个新的物质潜力的传播介质内的不对称DM。假设至少有一小部分的非对称DM已被太阳捕获,我们表明,这些方案的参数空间的一个相当大的区域可以探测太阳中微子实验,特别是在小耦合和光介质的制度,所有其他探头变得低效。在后一种情况下,这些方案在所有通道中的行为与熟悉的$3+1$模型相同,但太阳数据除外,其中发生了太阳暗MSW效应。太阳暗MSW的特点是最具活力的$^8$ B和CNO中微子的修改,而其他通量基本上不受影响。
2017-06-23 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Charged scalar production at the Compact Linear Collider for the $S_3 \otimes \mathbb{Z}_2$ model
我们提出了一个$S_3 \otimes \mathbb{Z}_2$模型加一个无菌中微子的模型,并给出了在紧凑直线对撞机上产生带电标量的唯象期望。在树的水平上,我们的模型预测的总截面在0.1和$10^{-5}$ PB之间的$e^- e^+ \to H^+ H^-$过程中,考虑所有可能的质量值在CLIC实验中的带电标量。我们还表明,这一预测成立,无论其他外来粒子的质量和他们的耦合。
2020-08-08 hep-ph hep-th
Explaining the CMS excesses, baryogenesis and neutrino masses in $E_{6}$ motivated $U(1)_{N}$ model
我们研究了超弦激发的超对称标准模型的$U(1)_{N}$扩展的$E_{6}$模型,以探索用该模型的八种可能变体来解释最近的过剩CMS事件和宇宙的重子不对称性的可能性.根据短基线中微子实验的提示,在存在一个或多个轻不育中微子,我们还研究了中微子质量矩阵所规定的字段分配和离散对称性,在这些变量。我们发现,所有的变体可以解释过剩CMS事件通过奇异的slepton衰变,而对于一个标准的选择的离散对称性的四个变体的功能,允许高尺度重子生成(leptogenesis)。对于另一种变体,三体衰变诱导的软重子产生机制是可能的,它可以诱导重子数破坏的中子-反中子振荡。我们还指出了一个新的离散对称性,它具有确保质子稳定性和禁止树水平的味道改变中性电流过程的特点,同时允许高规模leptogenesis的两个变种的可能性。另一方面,中微子质量矩阵的$U(1)_{N}$模型的变种自然容纳三个活跃和两个无菌中微子获得质量通过他们的混合与额外的中性费米子产生有趣的纹理中微子质量。
2015-07-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th