Sterile Neutrino Status
本文综述了3+1、3+2和3+1+1中微子混合方案中短基线中微子振荡数据的整体分析结果。
2013-11-06 astro-ph.CO hep-ex 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
Hiding an elephant: heavy sterile neutrino with large mixing angle does not contradict cosmology
我们研究了一个keV级的无菌中微子与标准模型部门的一个相对较大的混合模型。物理上的考虑预测了早期宇宙中这种粒子的活跃产生，这导致了总暗物质密度的限制，以及缺乏来自无菌中微子衰变的X射线信号。这些界限加在一起可能会认为在实验室中创造keV级无菌中微子的任何尝试都是不可行的。我们认为，与一个隐藏的部门耦合到不育中微子的模型，这些界限可以逃避，打开新的视角，直接研究中微子实验，如Troitsk $ν$ -质量和KATRIN。我们估计产生不育中微子的情况下，隐藏的部门动态保持不育中微子在早期宇宙中的质量或超重。在这两种情况下，由等离子体中的活性中微子振荡产生的中微子都受到抑制。
2019-04-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Light Sterile Neutrinos: Status and Perspectives
本文综述了短基线中微子振荡实验中发现的eV量级轻不育中微子存在的证据。讨论了短基线中微子振荡实验的未来前景以及与中微子质量的β衰变测量和与无中微子双β衰变实验的联系。
2016-01-05 astro-ph.CO hep-ex 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
Light and Superlight Sterile Neutrinos in the Minimal Radiative Inverse Seesaw Model
我们在最近提出的中微子质量的标准模型的最小辐射反跷跷板扩展中探索了轻和超轻不育中微子的可能性，其中所有现有的中微子数据都可以得到解释。特别是，我们讨论了两个基准方案，其中一个在keV范围内的三个无菌中微子状态，与活跃中微子的混合非常小，以解释宇宙中的暗物质，而（i）其他两个轻无菌中微子状态可能在eV范围内，与活跃状态具有非零混合，以解释LSND+MiniBooNE+反应堆中微子数据，或（ii）其中一个光不育态在eV范围内，而第二个可能是超轻的，几乎与太阳中微子质量简并。这种超轻无菌中微子可能会在未来的中微子振荡实验中产生潜在的可观察效应，也可能为宇宙中观察到的额外辐射提供可能的解释。
2013-03-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
BEST Impact on Sterile Neutrino Hypothesis
最近，巴克桑无菌跃迁实验（BEST）的结果证实了镓异常--在SAGE和GALLEX校准时缺乏电子中微子$ν_e$--统计显著性超过5 $\,σ$。这一结果与镓异常的解释是一致的，即电子中微子振荡成无菌中微子，$ν_s$。在这个解释范围内，BEST实验本身在中微子领域所有先前的异常结果中为不育中微子提供了最强有力的证据。我们结合镓实验的结果与搜索无菌中微子在反应堆反中微子实验（假设CPT守恒的$3+1$中微子部门）。虽然“镓”在模型参数空间中的最佳拟合点（无菌中微子质量平方$m_{ν_s}^2\approx 1.25\,$ eV $^2$，无菌电子中微子混合$\sin^22θ\approx 0.34$）被排除在这些搜索之外，但部分最受欢迎的2 $\,σ$区域与$m^2_{ν_s}>5\,$ eV $^2$是一致的。值得注意的是，NEUTRINO-4实验异常结果所宣扬的区域与BEST实验的区域重叠：联合分析的最佳拟合点是$\sin^22θ\approx 0.38$、$m_{ν_s}^2\approx7.3\,$ eV $^2$，有利区域将由KATRIN实验探索。对BEST结果的无菌中微子解释不仅意味着粒子物理学标准模型的扩展，而且意味着对标准宇宙模型和太阳模型的重大修改，或者对抑制早期宇宙和太阳中无菌中微子产生所需的无菌扇区进行特定修改。
2022-03-11 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Neutrino collective effects and sterile neutrino production in the early universe
中微子-中微子相互作用，作为介导的标准模型Z交换，可以大大提高Dodelson-Widrow机制的温度$5-15$ MeV的区域内的无菌中微子的生产。对于处于KeV区域的无菌物质，在通常类型的活跃-无菌中微子耦合下，即使活跃-无菌耦合小到足以避开实验室结果设定的界限，产生的物质也足以提供充足的暗物质。
2021-11-19 astro-ph.CO hep-ph
Confronting Recent Neutrino Oscillation Data with Sterile Neutrinos
最近的中微子振荡结果引起了人们对无菌中微子振荡模型的新兴趣。本文回顾了MiniBooNE和短基线反应堆反中微子实验的背景下，无菌中微子的数据。结果被纳入组合适合测试无菌中微子振荡模型，后来扩展到解决问题的影响的可行性。最后，未来的实验，可以解决已经提出的问题进行了讨论。
2011-10-17 hep-ex hep-ph
Solar Neutrino Scattering with Electron into Massive Sterile Neutrino
最近的氙1T过剩可以解释为太阳中微子与电子通过光介质散射，标量或矢量，除了许多其他解释从黑暗的部门。由于只有反冲电子是可观测的，所以在末态中可能出现keV的惰性中微子而不是活性中微子。无菌中微子允许赝标量介体来解释被认为是不可能的氙1T过剩。此外，非零反冲能下界来源于无菌中微子的质量，它可以用来证明无菌中微子是否有质量。我们还简要地讨论了与光$Z'$介体的不育中微子的情况下的最终状态。
2020-07-20 hep-ex hep-ph
Cosmological Dependence of Sterile Neutrino Dark Matter With Self-Interacting Neutrinos
未被探索的中微子相互作用可能是理解暗物质（DM）本质的关键。特别是，具有新的自相互作用的活性中微子可以产生keV质量的无菌中微子，通过Dodelson-Widrow机制为大范围的活性无菌混合值占整个DM。这种产生通常发生在宇宙中一个未知时代的大爆炸核合成（BBN）之前。我们评估如何混合范围的千电子伏质量的不育中微子DM是受早期宇宙前BBN宇宙学的不确定性。这是特别相关的确定可行的参数空间的无菌中微子搜索允许所有天体物理学的限制，以及宇宙学，因为检测到一个无菌中微子可能构成第一次观察到一个粒子提供信息的前BBN时代。我们发现，在早期宇宙宇宙学和中微子相互作用的组合不确定性显着扩大了允许的参数空间的不育中微子，可以构成整个DM。
2021-11-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Sterile neutrino fits to dark matter mass profiles in the Milky Way and in galaxy clusters
在最近的几篇论文中，SN 1987 A数据支持4.0 eV和21.4 eV活性中微子质量本征态的存在，并且表明这样大的质量可以与现有的约束相一致，包括中微子振荡数据和中微子味态质量的上限，条件是还存在一对质量几乎与活跃中微子简并的不育中微子质量态，加上第三个活跃-不育的双重态，即快子（$m^2 <0$）。在这里，提出了独立的证据与先前声称的质量适合的暗物质分布在银河系和四个星系团的基础上，不育中微子的存在。拟合结果与观测结果非常吻合。此外，具有建议质量的不育中微子解决了“尖点”问题和丢失卫星问题，以及结构形成的“自上而下”场景-以前HDM粒子的主要缺点。尽管如此，这一说法的高度争议性，以及暗物质需要两个自由参数，在被认为是证明之前，还需要额外的证实证据。
2015-12-08 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
Improved cosmological bounds for a fine-tuned see-saw mechanism of keV sterile neutrinos
考虑规范模型SU（2）_LxU（1），用右手无菌Majorana中微子扩展轻子扇区，我们区分了一个6 × 6轻（活性）和无菌中微子的完全矩阵的“最小参数混合方案”，它除了依赖于实验测量的物理参数外，只依赖于无菌中微子的质量。对于这样一种情况，改进的宇宙学边界提供，从不育中微子的寿命和不育中微子暗物质携带的能量的一部分。
2022-12-20 astro-ph.CO hep-ph
Status of Sterile Neutrino fits with Global Data
许多短基线中微子振荡实验都观测到了低能区中微子的异常过剩。这可能暗示了额外的中微子质量分裂的存在。如果这是真的，那么在目前的3中微子模型之上，还需要额外的无菌（非相互作用）中微子状态。另一方面，允许空间的许多参数受到没有发现异常的实验的限制。我们将介绍容纳这些额外的中微子的模型，然后讨论我们的工作，以适应这些模型的全球高$Δm^{2}$振荡数据。然后，我们将介绍这些拟合的最新结果。
2018-02-20 hep-ex hep-ph
Sterile Neutrino Production Through a Matter Effect Enhancement at Long Baselines
如果无菌中微子与标准模型费米子有中性耦合，那么物质效应共振跃迁到无菌中微子和多余的中性电流事件可能在长基线实验中显现出来。假设一个单一的无菌中微子与中性耦合的费米子物质，我们重新检查边界无菌中微子生产在长基线的MINOS结果$P_{ν_μ \rightarrow ν_s} < 0.22$（90% CL）。我们证明，中性矢量耦合到费米子物质的无菌中微子可以逃避MINOS限制，允许在长基线的活性到无菌中微子转换的比例更高。扫描参数空间的无菌中微子物质效应拟合的LSND和MiniBooNe数据，我们表明，在矢量单重态耦合的无菌中微子的物质，这些拟合的一些有利的参数化将创建中性电流事件超出标准模型预测在长基线实验（例如MINOS和OPERA）。
2013-06-18 hep-ex hep-ph
The Result of the Neutrino-4 Experiment and the Cosmological Constraints on the Sterile Neutrino
我们提出了一个简短的讨论中微子-4的实验结果和其他实验的结果寻找不育中微子。我们用中微子4实验中得到的参数$Δm^2_{14} = 7.3\text{eV}^2$和$\sin^2 2θ_{14} = 0.36$估计了无菌中微子对宇宙能量密度的贡献。我们解决了测量的不育中微子参数和宇宙学对不育中微子的约束之间的矛盾。通过这篇文章，我们希望引起人们对实验与理论之间矛盾问题的关注，以激发对包含质量在几eV范围内的无菌中微子的理论模型的探索，以及充分提高实验精度的必要性。
2023-02-14 hep-ex hep-ph
IceCube Sterile Neutrino Searches
短基线实验中的异常现象被解释为额外中微子质量状态的证据，这些中微子质量状态与已知的活性味道有很大的质量分裂。这种解释要求在μ子中微子消失通道中有一个相应的签名，这还有待观察。目前，在冰立方中微子望远镜上对μ介子中微子消失的观测提供了eV尺度无菌中微子混合角空间中最强的限制。超大体积中微子望远镜（VLVnT）研讨会的这一程序总结了IceCube对无菌中微子的搜索分析，并描述了正在进行的增强，高统计无菌中微子搜索的工作。
2019-02-17 hep-ex hep-ph
Exploring resonantly produced mixed sterile neutrino dark matter models
本文探索了结合冷暗物质与通过轻子数驱动转变产生的较温惰性中微子暗物质的混合模型，分析了惰性中微子谱对混合与初始轻子数的敏感性，并通过子晕数量评估其可行性，以解释3.55 keV X射线谱线。
2023-06-28 astro-ph.CO hep-ph
Light Sterile Neutrinos: Models and Phenomenology
受粒子物理学和宇宙学的启发，我们研究了在跷跷板机制和味对称性理论中eV尺度无菌中微子的实现。我们证明了轻无菌中微子可以很容易地容纳在流行的A_4味对称模型中。确切的三-双极大混合模式是扰动，由于积极的无菌混合，我们详细讨论了一个例子。此外，我们发现一个有趣的扩展I型跷跷板，它可以提供一个自然的起源eV级的不育中微子以及不育和活性中微子之间的可见混合物。我们还表明，不育中微子的存在将显着改变中微子实验中的可观测量，特别是在短基线实验中的振荡概率和中微子少双β衰变的有效质量。后者可以证明特别有助于加强eV尺度的无菌中微子的情况。
2011-07-21 hep-ex hep-ph
Sterile neutrino dark matter from right-handed neutrino oscillations
我们研究了一种情况下，无菌中微子（无论是热或冷）暗物质（DM）的产生通过（非共振）振荡之间的右手中微子（RHN），可以构成整个DM在宇宙中，与传统的无菌中微子生产通过混合的左手中微子。最轻的RHN可能是与左手中微子的混合足够小的无菌中微子DM，而较重的RHN可能与左手中微子有不可忽略的混合，以通过跷跷板机制解释中微子质量。我们还表明，在我们的情况下，生产无菌RHN DM从一个较重的RHN的衰变是subdominant的RHN振荡生产相比，由于X射线和小尺度结构的限制。
2018-06-21 astro-ph.CO hep-ph
Sterile neutrino production at small mixing in the early universe
在早期宇宙中，惰性中微子可以通过与活跃中微子的相互作用产生。对于小的活性-无菌混合角，与标准模型等离子体的热平衡没有达到，无菌中微子只能通过味振荡产生。我们详细研究了这一制度，考虑到物质的潜力和退相干效应所造成的弹性散射与等离子体。我们发现，共振振荡发生在温度$T\lesssim 10\,\mathrm{GeV}$导致一个显着的增强无菌中微子的生产率。考虑到这一点，我们改进了对大爆炸核合成和宇宙微波背景的活性-无菌混合的约束，排除了对于$10\,\mathrm{MeV}$至$10\,\mathrm{GeV}$范围内的无菌中微子质量的混合角降至$θ_s\sim 10^{-10}-10^{-16}$。我们观察到，如果不育中微子主要衰变成亚稳的隐藏扇区粒子，这个过程提供了一个新的暗物质生产机制，符合不育中微子轻中微子质量的起源通过跷跷板机制。
2022-04-08 astro-ph.CO hep-ph
Search for sterile neutrino with light gauge interactions: recasting collider, beam-dump, and neutrino telescope searches
我们研究了在耦合到中微子扇区的轻规范玻色子$X^μ$存在下的无菌中微子的特征。本文探讨了在不同对撞机和固定靶实验中得到的活性-无菌中微子混合物$| U_{\ell 4} |^2$，特别是τ味中微子混合物（$l = τ$）的新的边界。同时，考虑到无菌中微子衰变为轻规范玻色子（$ν_4 \to ν_\ell e^+ e^-$）的额外通道，我们对中微子振荡实验中低能过剩的参数空间进行了探索和约束.
2020-08-28 hep-ex hep-ph
Sterile neutrinos in the grand unified group E6
这份关于斯诺马斯会议的白皮书回顾了基于大统一群E6的动机，即期望不育中微子（如果它们存在的话）以三个出现。
2013-06-27 hep-ex hep-ph
Displaced Vertex signatures of a pseudo-Goldstone sterile neutrino
中微子质量产生的低尺度模型通常以质量在GeV-TeV范围内的无菌中微子为特征，这些中微子可以通过与标准模型中微子混合在对撞机上产生。我们考虑了另一种情况，其中不育中微子产生于较重粒子的衰变中，使得其产生截面不依赖于活性-不育中微子混合角。混合角可以通过无菌中微子的衰变来获得，只要它们导致可观察到的位移顶点。我们提出了一个明确的实现这种情况下，不育中微子是一个伪南布-戈德斯通玻色子的超对称合作伙伴，并产生在衰变的希格西诺类neutralino和charginos。该模型用少量参数预测了活跃-惰性中微子的混合角。我们表明，一个无菌中微子的质量在几个10 GeV和200 GeV之间可以导致可观察到的位移顶点在大型强子对撞机，并概述了实验重建其混合角的策略。
2021-02-04 hep-ex hep-ph
Experimental bounds on sterile neutrino mixing angles
我们推导出左手性（“活跃”）和右手性（“不育”）中微子之间的混合的界限，提供从组合的中微子振荡数据和直接实验搜索不育中微子。我们证明，只要角θ_13不为零，任何味道的无菌中微子的混合都可以被显著抑制。这意味着，来自直接实验搜索的负面结果的无菌中微子寿命的下限可以放宽（在某些质量下的数量级）。我们还证明了PS191和CHARM实验对不育中微子的负搜索结果不直接适用于跷跷板模型。这些结果的重新解释提供了一个数量级更强的界限比以前在文献中讨论的无菌中微子寿命。我们讨论了中微子最小标准模型（NuMSM）的结果的影响。
2013-03-30 astro-ph.CO 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
Effects of kination and scalar-tensor cosmologies on sterile neutrinos
我们研究了大爆炸核合成前的动能和标量张量宇宙学对无菌中微子非共振产生的影响。我们表明，如果不育中微子的产生率的峰值发生在非标准宇宙学阶段，不育中微子的遗迹数密度可以减少相对于预期的数量在标准宇宙学。因此，目前由惰性中微子残余能量密度导出的活性-惰性中微子混合的界限可以大大放宽。特别是，我们表明，不育中微子，可以解释在短基线中微子实验中发现的异常是兼容的最近联合普朗克上限的贡献，宇宙的能量密度在标量张量或低再加热温度前大爆炸核合成宇宙学。
2014-06-19 astro-ph.CO 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
Sterile neutrino dark matter with dipole interaction
我们考虑了最轻的不育中微子暗物质与较重的不育中微子有偶极相互作用的可能性。在不违反其他约束的情况下，它的寿命可以足够长，成为暗物质的候选者，并且可以在早期宇宙中产生正确数量的遗迹丰度。我们发现，质量约为MeV的不育中微子和$Λ_5 \gtrsim 10^{15}$ GeV抑制的5维不可重整偶极相互作用可以作为暗物质的候选者，而质量为GeV量级的更重的不育中微子可以解释活跃的中微子振荡.
2022-01-14 astro-ph.CO hep-ph
Zooming in on eV-MeV Scale Sterile Neutrinos in light of Neutrinoless Double Beta Decay
正如几个模型所预测的那样，轻无菌中微子的存在可以帮助解释从暗物质到最近在短基线实验中的异常现象的许多观测结果。本文考虑了两种能自然地容纳eV到MeV质量尺度上轻不育中微子存在的模型--左右对称Zee模型和扩展的Seesaw模型。我们对无中微子双β衰变过程进行了详细的研究，该过程的主要贡献来自涉及这些轻无中微子的图。考虑到一些理论和实验的限制，包括轻中微子质量和混合，混合矩阵的么正性等，我们比较了无中微子双β衰变半衰期的预测值与实验极限。这可能会对中微子质量，活性-无菌中微子混合和这些模型中的其他几个重要参数产生重大限制。
2021-07-08 hep-ex hep-ph
Pseudoscalar - sterile neutrino interactions: reconciling the cosmos with neutrino oscillations
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，这样的中微子与宇宙学数据，特别是宇宙微波背景（CMB）各向异性的观测结果不一致。然而，这一结论可以通过引用新的物理学来改变。一种可能性是在无菌中微子扇区中引入一种由轻赝标量介导的秘密相互作用。在这个赝标量模型中，CMB数据倾向于一个与SBL异常所建议的质量范围完全兼容的无菌中微子质量。此外，该模型预测的哈勃参数的值是完全符合当地的测量。
2016-08-31 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
Sterile Neutrinos in $E_{\rm 6}$
在特殊的群$E_{\rm 6}$中存在着容纳三种类型的无菌中微子的机会。这种描述的影响进行了讨论。
2015-03-18 hep-ex 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
Neutrinoless Double Beta Decay and Light Sterile Neutrino
最近的中微子实验结果表明，正常的中微子质量排序的偏好。目前，全球对无中微子双β衰变的研究与基于正常有序的三中微子框架下的预言存在很大差距。这项研究的目的是表明，即使是正常有序的中微子质量，也有可能发现无中微子的双β衰变信号。我们提出了一个轻的不育中微子的存在，作为解决目前的实验所期望的更高的有效质量的电子中微子。一些短基线振荡实验对无菌中微子的质量及其与最轻中微子的混合提出了限制。我们证明了无中微子双β衰变的结果也可以缩小轻无中微子的质量和混合角的范围。
2018-11-25 hep-ex hep-ph
Signatures of Extra Dimensional Sterile Neutrinos
研究了一个含有活跃和惰性Dirac中微子的大额外维模型。无菌中微子的质量来源于半径为$R$的额外维度的紧化，并被选择为具有eV或keV左右的质量，以解释短基线异常或作为暖暗物质的候选者。我们研究了无菌中微子Kaluza-Klein塔在短基线振荡实验和KATRIN实验可测量的β谱中的作用。
2014-08-25 hep-ex 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
A compact analytical approximation for a light sterile neutrino oscillation in matter
光不育中微子的存在是粒子物理学长期存在的问题。一些实验上的“反常现象”可以通过引入~eV质量尺度的轻无菌中微子来解释。许多实验都在积极地通过中微子振荡来寻找这种轻的无菌中微子。在长基线实验中，为了精确计算中微子振荡几率，需要仔细处理物质效应。然而，它通常是耗时的或分析的复杂性。本文采用Jacobi类方法对角化Hermitian哈密顿矩阵，导出了常物质密度下3（活性）+1（惰性）中微子混合的简化中微子振荡几率.这些近似在保持其分析简单性和计算速度的同时，可以达到相当高的数值精度。这对当前和未来的长基线中微子振荡实验具有一定的参考价值。
2020-06-28 hep-ex hep-ph
Atmospheric Sterile Neutrinos
我们研究了大气中无菌中微子的产生及其在Super-Kamiokande的探测。质量范围为$1\,{\rm MeV} \lesssim M_N \lesssim 105\,{\rm MeV}$的无菌中微子由μ子或π介子衰变产生，并衰变为电子-正电子对和活性中微子。这种无菌中微子的衰变在探测器中留下了两个类似电子的切伦科夫环。我们估计的无菌中微子通量从公认的活动中微子通量和研究的衰变事件在探测器的数量。通过比较无菌中微子衰变的类$2e$事件和Super-Kamiokande的观测数据，得到了活性-无菌混合的上界.μ子型混合$Θ_μ$的上限被发现是$|Θ_μ|^2 \lesssim 5 \times 10^{-5}$的$20 \,{\rm MeV} \lesssim M_N \lesssim 80\,{\rm MeV}$，这是显着松动相比，以前的估计。我们证明，环的张开角和总能量可以作为诊断工具，发现不育中微子在进一步的数据积累和未来的升级设施。事件的方向不对称性是测量无菌中微子通量在到达探测器的过程中由于衰变而减少的灵敏度。
2012-07-17 hep-ex hep-ph
Bounds on sterile neutrino lifetime and mixing angle with active neutrinos by global 21 cm signal
不育中微子可能是暗物质的候选者。不育中微子是辐射不稳定的，可以将光子能量注入星系际介质（IGM）。在宇宙黎明期间，向IGM注入光子能量可以改变IGM气体的温度和电离历史。基于ΛCDM框架的理论模型预测了宇宙黎明时期21 cm线的吸收轮廓。最近，探测全球再电离时代的实验（EDGES）合作证实了这样的吸附信号。将能量注入IGM可以修改21 cm信号中的吸收幅度。考虑到宇宙黎明时的21 cm吸收信号，我们对惰性中微子的寿命和惰性中微子与活性中微子的混合角进行了约束。我们还比较了这些边界与其他天体物理观测边界。
2022-02-12 astro-ph.CO hep-ph
Day-Night Asymmetries in Active-Sterile Solar Neutrino Oscillations
本文在一般的$3+N_{s}$混合框架下讨论了活动-惰性太阳中微子振荡的昼夜不对称性。给出了微扰近似和平板近似下地球中中微子味跃迁几率的解析表达式，并讨论了活跃-无菌混合和CP破坏相的影响。在3+1中微子混合框架下数值计算了解析近似的精度和昼夜不对称性的性质。
2013-08-18 hep-ex hep-ph
Signal from sterile neutrino dark matter in extra $U(1)$ model at direct detection experiment
我们研究的可能性，直接暗物质探测实验发现衰变产物的无菌中微子暗物质在$U(1)_{B-L}$和$U(1)_R$模型。如果无菌中微子与轻规范玻色子相互作用并衰变为中微子和具有一定寿命的轻规范玻色子，这是可能的。在直接暗物质探测实验中，这种衰变产生的高能中微子会以足够大的反冲能量从原子核散射出去。我们强调，直接暗物质探测实验不仅可以探测WIMP，而且可以探测无菌中微子暗物质。
2020-11-12 astro-ph.CO hep-ph
Sterile Neutrino Dark Matter with Supersymmetry
无菌中微子暗物质是WIMP范式的一种流行替代方案，通常在非超对称装置中进行研究。如果基础理论是超对称的，我们发现几个有趣的和新颖的暗物质功能可以出现。特别是，在冻结产生无菌中微子暗物质的情况下，它的超伙伴，无菌中微子，可以在早期宇宙学中扮演至关重要的角色，作为冷，热或热暗物质的主要来源，或者是次主导的相对论性无菌中微子群体，可以在大爆炸核合成过程中贡献相对论性自由度的有效数量Neff。
2016-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Exotic Sterile Neutrinos and Pseudo-Goldstone Phenomenology
我们研究的现象学的光（GeV规模）无菌中微子部门和伪戈德斯通玻色子（而不是majoron）与全球对称性在这个部门，是在一个高的规模打破。这样的场景可以从考虑单重费米子从一个隐藏的部门耦合到活跃的中微子通过重右手跷跷板中微子，有效地产生了一个次级，低能量的跷跷板框架。这样的场景允许丰富的现象学与宇宙学，暗物质和直接搜索的可观察的影响，涉及新的无菌中微子暗物质生产机制，从伪戈德斯通介导的散射或衰变，对无菌中微子的BBN边界的修改，在直接搜索实验中抑制典型的无菌中微子衰变通道，中微子退耦后宇宙中额外的中微子群体的后期注入，以及BBN或CMB退耦时可测量的暗辐射。
2019-03-13 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
Long-lived Sterile Neutrinos at Belle II in Effective Field Theory
大量的$τ$轻子在贝尔II产生。这些可能会衰变成不育的中微子，在考虑的质量范围内，通常是长寿命的，导致位移顶点签名。本文研究了位移顶点搜索的无菌中微子扩展标准模型有效场论。无菌中微子的产生和衰变可以通过标准的活动-无菌中微子混合或有效拉格朗日中的高维算子来实现。我们进行蒙特卡罗模拟，以估计Belle II的敏感性，这样的相互作用。我们发现，Belle II可以探测到不可重正化的六维算子，涉及一个单一的无菌中微子高达几个TeV的新物理尺度。
2022-08-30 hep-ex hep-ph
Can Neutrino Self-interactions Save Sterile Neutrino Dark Matter?
本文检验活性中微子自相互作用产生的惰性中微子暗物质与小尺度结构的一致性，给出质量下限37 keV，并排除重介体强耦合产生全部暗物质，但允许轻介体方案。
2023-11-15 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
Combining Sterile Neutrino Fits to Short Baseline Data with IceCube Data
最近的全球拟合短基线中微子振荡数据已被执行发现偏好的无菌中微子解决方案（3+1）零。在最近的迭代中，有人指出，不稳定的无菌中微子（3+1+衰变）可能是对数据的更好描述。这是因为该模型显著减少了出现和消失数据集之间的紧张关系。在这项工作中，我们将一年的IceCube数据集添加到全局拟合中，获得了标准3+1和3+1+衰变无菌中微子场景的新结果。我们发现，3+1+衰变模型提供了一个更好的拟合比3+1，即使在冰立方的存在下，减少出现消失的紧张局势。3+1+衰减模型比零假设提高了5.4 $σ$，比标准3+1模型提高了2.8 $σ$。
2020-03-18 hep-ex hep-ph
Effect of cross-section models on the validity of sterile neutrino mixing limits
中微子荷电准弹性散射是无菌中微子振荡实验的信号通道。最近的截面测量已经清楚地表明，目前对几个GeV区域中的这个通道的理解是不完整的，并且已经提出了几个复杂的理论模型来解决这个问题，尽管还不清楚哪个模型最好地描述了全球数据集。在本文中，我们认为，目前的不确定性CCQE截面是一个严重的问题，实验寻求产生不育中微子的限制。作为一个说明性的例子，我们进行了无菌中微子分析与公布的MINERvA数据。我们强调需要谨慎解释不育中微子限制的背景下，不完整的截面模型信息。
2015-01-09 hep-ex hep-ph
Decaying Sterile Neutrinos and the Short Baseline Oscillation Anomalies
MiniBooNE实验已经观察到，在源-探测器距离太短而与标准中微子振荡不兼容的情况下，μ介子中微子束中的电子中微子显著过量。对于这个信号，最直接的解释是标准模型中微子和一个新的、无菌的中微子之间的振荡，但从寻找μ子中微子消失的实验中得到的零结果并不支持这种解释。在这里，我们讨论了MiniBooNE数据的可能性，而不是解释一个无菌中微子，迅速衰减到活跃的中微子加上轻玻色子。二次中微子的味道组成是由不育中微子混合角，我们表明，数据是最好的解释，如果不育中微子主要与电子中微子混合。无菌中微子的质量的优选范围在100 eV和1 keV之间。我们认为，该模型可以很容易地满足宇宙学约束，因为它有“秘密相互作用”机制内置。除了MiniBooNE异常之外，LSND、反应堆和镓异常也是可能的，但在这种情况下，模型需要扩展以避免宇宙学限制。
2020-06-15 hep-ex hep-ph
Problems With the MINOS/MINOS+ Sterile Neutrino Muon-Neutrino Disappearance Result
MINOS/MINOS+实验最近报道了$ν_μ$消失的严格限制，似乎排除了3+1无菌中微子模型。然而，在本文中，我们希望指出与MINOS/MINOS+分析相关的问题。特别是，我们发现MINOS/MINOS+要么低估了他们的系统误差和/或已经获得了超越3-中微子范式的物理学证据。任何一种情况都会使$ν_μ$消失的限制无效。
2018-03-30 hep-ex hep-ph
Constraining Sterile Neutrino Warm Dark Matter with Chandra Observations of the Andromeda Galaxy
我们利用仙女座星系12 '-28'（2.8-6.4 kpc）环形区域的Chandra未分辨X射线发射光谱来约束无菌中微子暖暗物质的辐射衰变。通过切除最重子占主导地位的，中央2.8千秒差距的星系，我们减少了我们的估计的暗物质质量的视野内的不确定性，并提高了信噪比的预期不育中微子衰变签名相对于热气体和未解决的恒星排放。在Dodelson-Widrow模型中，我们的发现对无菌中微子的质量提出了迄今为止最严格的限制，即m_s < 2.2 keV（95%C. L.）。我们的研究结果也限制了在非常小的活跃-无菌中微子混合角的替代无菌中微子生产方案。
2012-01-10 astro-ph.CO hep-ph
