Sterile neutrinos and right-handed currents in KATRIN
Kurie图实验允许中微子质量测量的基础上运动学在一个几乎模型独立的方式。未来的氚基KATRIN实验可能对质量低于18 keV的轻无菌中微子敏感，这是暖暗物质的主要候选者之一。在这里，我们认为这样的keV中微子在左-右对称的扩展，即耦合到右手电流，这允许一个增强的贡献β衰变，即使是小的活动-无菌混合，而不违反天体物理X射线的约束。修改后的光谱形状是在原则上区别于标准的贡献-特别是对于无菌中微子质量低于9千电子伏，这可能会导致一个独特的峰。我们比较了LHC和无中微子双β衰变对约束的敏感性。
2014-07-17 hep-ex hep-ph nucl-ex
Beta and Neutrinoless Double Beta Decays with KeV Sterile Fermions
受KATRIN实验探索$[1-18.5]$ KeV质量范围内KeV中微子存在的能力的启发，我们探索了包含无菌中微子的标准模型的最小扩展的可行性（即3 + $N$框架），并研究它们在β能谱和无中微子双β衰变有效质量中可能产生的影响，对于轻中微子光谱的两种可能的排序情况。我们还探讨了如何这两个观测值可以区分动机低规模的跷跷板实现涉及千电子伏不育中微子。我们的研究涉及具有两个右手中微子的I型跷跷板的前景，以及逆跷跷板和线性跷跷板的组合，其中标准模型被两个准简并无菌费米子最小限度地扩展。我们还讨论了探索后一种情况下寻找双扭结在KATRIN的可能性。
2019-01-09 hep-ph
Resolving the Reactor Neutrino Anomaly with the KATRIN Neutrino Experiment
卡尔斯鲁厄氚中微子实验（KATRIN）结合了一个超发光的分子氚源和一个集成的高分辨率光谱仪，以获得中微子绝对质量尺度的灵敏度。在90%C. L时，实验对电子中微子质量的灵敏度为200 meV。有了这样前所未有的分辨率，实验对标准模型之外的物理也很敏感，特别是对eV质量尺度上额外的无菌中微子的存在。最近对现有反应堆数据的分析似乎支持这样一种无菌中微子的存在，其质量分裂为$|Δm_{\rm sterile}|^2 \ge 1.5$ eV $^2$，混合强度为$\sin^2{2θ_{\rm sterile}} = 0.17\pm 0.08$（95% C. L）。即将进行的氚β衰变实验应该能够排除或确认允许参数空间的相当大一部分的新现象的存在。
2011-05-06 hep-ph nucl-ex
keV-Scale Sterile Neutrino Sensitivity Estimation with Time-Of-Flight Spectroscopy in KATRIN using Self-Consistent Approximate Monte Carlo
我们研究了卡尔斯鲁厄氚中微子实验（KATRIN）对keV级无菌中微子的敏感性，这是有希望的暗物质候选者。由于活性-无菌混合将导致氚$β$ -谱中的第二组分具有$\sin^2θ\lesssim 1\times10^{-6}$级的弱相对强度，因此需要额外的实验策略来提取该小签名并消除系统性。一种可能的策略是在另一种飞行时间（TOF）模式下运行实验，与积分标准模式相比，产生差分TOF光谱。为了从减少的样本量估计灵敏度，已经开发了一种新的分析方法，称为自洽近似蒙特卡罗（SCAMC）。模拟表明，理想的TOF模式将能够在一个$σ$处实现$\sin^2θ\sim 5\times10^{-9}$的统计灵敏度，从而将标准模式提高大约两倍。如果考虑额外的示例性系统，则这种相对益处显著增加。TOF模式与现有的硬件，所谓的门控滤波，一种可能的实施方式进行了调查，然而，这是在一个降低的平均信号速率的价格。
2018-02-13 hep-ex hep-ph physics.ins-det
The KATRIN Experiment: Status and Outlook
目前正在德国卡尔斯鲁厄建造的KATRIN实验将把以前实验室对中微子质量的限制提高十倍。KATRIN将使用一个高活性的气态T2源和一个非常高分辨率的光谱仪来测量氚衰变β谱的高能尾部的形状。形状测量也将对新物理学敏感，包括无菌中微子和洛伦兹破坏。本文总结了该实验的最新进展。
2013-07-19 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Searching for a Dark Dimension Right-handed Neutrino in KATRIN
High Energy Physics Research Unit, Faculty of Science, Chulalongkorn University（朱拉隆功大学理学院高能物理研究单元）；Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Energies - LPTHE Sorbonne Université, CNRS（巴黎索邦大学理论及高能物理实验室（LPTHE））
本文研究了右-handed中微子作为沿微米级额外维度传播的五维态的可能性，并探讨了KATRIN实验中R中微子产生信号与无味中微子在β衰变中电子能谱出现kink的特征对比，分析了紧致化尺度和R中微子bulk质量与Yukawa耦合的参数空间，表明大部分参数空间在KATRIN的灵敏度范围内。
2025-12-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
MiniBooNE Results and Neutrino Schemes with 2 sterile Neutrinos: Possible Mass Orderings and Observables related to Neutrino Masses
MiniBooNE和LSND实验在三个活跃中微子中加入两个惰性中微子时是相互兼容的。在这种情况下，有八种可能的质量排序。在其中两个实验中，两个惰性中微子都比三个活跃中微子重。在接下来的两种情况下，两个惰性中微子都比三个活跃中微子轻。剩下的四个场景中，一个不育中微子比三个活跃中微子重，另一个轻。我们分析了所有的情况下，他们的预测质量相关的观测。它们是由宇宙学观测约束的中微子质量之和，在KATRIN实验中可测量的运动学质量参数，以及控制无中微子双β衰变的有效质量。研究这些非振荡探头如何区分这八种情况。八种可能的质量排序中的六种预测了KATRIN和未来无中微子双β衰变实验中的正信号。我们还评论的情况下，三个不育中微子。此外，我们还对利用高能天体物理中微子的衰变来区分两个惰性中微子存在时的质量有序的可能性作了一些评论。
2007-10-08 astro-ph hep-ex hep-ph
Cosmological Dependence of Non-resonantly Produced Sterile Neutrinos
我们将讨论如何在实验室检测到一个不育中微子不仅将构成一个新粒子的基本发现，但也可以提供一个宇宙的演化大爆炸核合成（BBN），宇宙学的一个基本发现之前的指示。这些“可见”的无菌中微子可以在keV质量范围的KATRIN/TRISTAN和HUNTER实验中检测到，也可以在eV质量范围的PIMMY、KATRIN和反应堆中微子实验中检测到。标准假设通常被用来计算宇宙温度为5 MeV之前产生的粒子的残余丰度和动量分布，这是一个迄今为止没有观测到残余的时代。然而，基于其他假设的非标准前BBN宇宙学同样与所有现有数据一致，可能会出现在一些理论模型中。我们重新审视生产0.01 eV至1 MeV的无菌中微子通过非共振活性无菌味振荡在几个前BBN宇宙学。我们给出了模型的一般方程，其中宇宙的膨胀由其振幅和温度功率参数化，熵是守恒的，其中包括kination和标量张量模型作为特例。
2019-12-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Lightest sterile neutrino abundance within the nuMSM
我们确定的丰度最轻的（暗物质）无菌中微子在早期宇宙中产生的热等离子体的活动，无菌中微子的过渡。我们的出发点是在我们以前的工作[JHEP 06（2006）053]中导出的无菌中微子产生率的场论公式，它允许系统地包含所有相关的影响，并分析各种强子不确定性。我们的数值结果与文献中以前的计算略有不同，并导致暗物质不育中微子的混合角的绝对上限。比较这个约束与现有的天体物理学X射线约束，我们发现，Dodelson-Widrow的情况下，这提出了无菌中微子产生的活跃的无菌中微子转换的唯一来源的暗物质，只有可能的无菌中微子质量轻于3.5千电子伏（6千电子伏，如果所有的强子不确定性被推到一个方向和最严格的X射线边界放宽了两倍）。这个上限可能与结构形成的下限相冲突，但一个明确的结论需要我们推导出的非平衡动量分布函数的数值模拟。如果其他产生机制也起作用，那么就无法建立无菌中微子质量的上限。
2015-01-09 astro-ph hep-ph
Analysis of KATRIN data using Bayesian inference
KATRIN（KArlsruhe TRITUM NEUTRino）实验将分析氚β光谱，以确定中微子的质量，灵敏度为0.2 eV（90% C.L.）。这种测量中微子质量绝对值的方法只依赖于能量守恒原理，与宇宙学和无中微子双β衰变相比，在某种意义上可以称为模型无关。然而，模型无关仅指标准模型的最小扩展的情况。因此，我们还应该分析非标准耦合的数据，例如右手中微子或无菌中微子。作为一种替代的频率最小化方法在分析早期的实验在美因茨和特罗伊茨克，我们一直在研究马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，这是非常适合探测多参数空间。我们发现，在COSMOMC包中实现KATRIN卡方函数（一种使用贝叶斯参数推断的MCMC代码）非常好地解决了手头的任务。
2011-05-30 astro-ph.CO hep-ph nucl-ex
Stability, reheating and leptogenesis
在一个极小模型中，观察到的重子不对称性是在高尺度再加热成最轻的无菌中微子后实现的。我们认为这种情况下的限制，从稳定的希格斯真空在预热。根据再加热温度的不同，最轻的无菌中微子在产生时可能处于或脱离热平衡。要求稳定的希格斯真空在预热过程中，我们发现强约束，主要影响热leptogenesis的参数空间。
2019-08-01 hep-ph
Explaining $(g-2)_{μ,e}$, the KOTO anomaly and the MiniBooNE excess in an extended Higgs model with sterile neutrinos
我们考虑一个简单的扩展的标准模型（SM）的一个复杂的标量二重态和一个单线态以及三个不育中微子。不育中微子与SM中微子混合产生三个与振荡数据一致的轻中微子态和三个重不育态。最轻的无菌中微子的寿命比宇宙的年龄长，可以提供正确的暗物质遗迹丰度。利用质量为~ $\sim\mathcal{O}(100)$ ~MeV的光标量与无菌中微子的树级变味相互作用，我们可以同时解释μ子和电子的反常磁矩、KOTO反常事件和MiniBooNE超数。
2020-09-19 hep-ph
Low-scale leptogenesis in the scotogenic model: spectator processes and benchmark points
本文研究 Scotogenic 模型中由最轻惰性中微子衰变驱动的低尺度轻子生成，揭示惰性 Higgs 质量较大时旁观者过程对抑制洗脱的关键作用，并给出 TeV 尺度下可行的基准点。
2024-11-22 hep-ph
The eV-Scale Sterile Neutrino and Neutrinoless Double Beta Decay
Department of Physics and Astronomical Science, Central University of Himachal Pradesh（喜马偕尔邦中央大学物理与天文学科学系）
研究eV量级惰性中微子与无中微子双β衰变的关联，通过不同混合方案分析限制惰性中微子质量。
2026-03-05 hep-ph
Q_6 flavor symmetry model for the extension of the minimal standard model by three right-handed sterile neutrinos
在Q_6味对称框架下讨论了最小标准模型在三个质量小于电弱标度的右手无菌中微子（nuMSM）中的推广.利用Q_6的群性质，自然地解释了keV的不育中微子的轻和两个较重的不育中微子的近质量简并。预测了三个活跃中微子的正常分级质量谱和近似μ-τ对称的质量矩阵。可以获得非零的theta_{13}以及与最大值的偏差theta_{23}，其中两个混合角与包括T2 K和MINOS结果的最新全球数据一致。此外，微小的活动-无菌混合与最轻的活动中微子和最轻的无菌中微子之间的质量比有关。
2012-03-21 astro-ph.CO hep-ph
Ultra-light scalar saving the 3+1 neutrino scheme from the cosmological bounds
LSND和MiniBooNE的结果以及反应堆和镓异常似乎表明存在质量为$\sim 1$ eV的无菌中微子与活性中微子混合。在中微子退耦之前的早期宇宙中，可以产生这样的无菌中微子，导致对中微子有效数（$N_{eff}$）的贡献，以及对中微子质量总和的贡献，这与宇宙学观测相矛盾。我们提出了一个方案，以放松这种紧张的汤川耦合的不育中微子的超轻标量粒子，有助于在背景中的暗物质。这种耦合导致了$ν_s$的有效质量，从而阻止了它在早期宇宙中的产生。我们讨论了即将到来的KATRIN实验和未来的遗迹中微子搜索实验，如PINDIMY的影响。我们还简要地评论了$ν_s$和标量之间的相互作用的某些不可重整化形式及其对早期宇宙中$ν_s$产生的影响。
2020-04-30 hep-ph
Sensitivity of Next-Generation Tritium Beta-Decay Experiments for keV-Scale Sterile Neutrinos
我们研究了氚$β$衰变实验对keV级无菌中微子的灵敏度。在keV质量范围内的残余无菌中微子可以对宇宙的冷和热暗物质含量做出贡献。这项工作表明，一个大规模的氚β衰变实验，类似于正在建设中的KATRIN实验，可以达到$\sin^2θ\sim 10^{-8}$的活性-无菌中微子混合的统计灵敏度。研究了氚$β$ -衰变谱的已知理论修正中的不确定性对灵敏度的影响，发现不影响灵敏度。它表明，控制不相关的系统效应将是在这样的实验中的主要挑战之一。
2014-12-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Neutrino mass variables in 3 active and 2 sterile neutrino scenario
Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Cochin University of Science and Technology（科钦科学技术大学）；Joint Institute for Nuclear Research（联合核研究所）
研究探讨了在三活性和二 sterile 中微子框架下，中微子质量变量对宇宙学和实验室观测的影响，分析了不同质量顺序方案的限制，并评估了未来实验如KATRIN、Project 8和LEGEND-1000对超出最小三味模型的物理的补充作用。
2026-06-04 hep-ph
$N_{\rm eff}$ in low-scale seesaw models versus the lightest neutrino mass
我们评价了低比例I型跷跷板模型（具有三个额外无菌状态）中额外无菌状态对$N_{\rm eff}$的贡献。我们探索了整个参数空间，发现至少有两个重态在早期宇宙中总是达到热化，而第三个可能不会热化，只要最轻的中微子质量低于${\mathcal O}(10^{-3}$ eV）。因此，宇宙学的限制严格限制了重态的光谱在1 eV- 100 MeV的范围内。对无中微子双β衰变的影响也进行了讨论。
2014-09-30 astro-ph.CO 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
Study of neutrinoless double beta decay in the Standard Model extended with sterile neutrinos
本研究在含三种惰性中微子的标准模型扩展中，解析推导惰性中微子质量，探究无中微子双β衰变有效质量的参数空间，结合cLFV和非幺正性约束分析CP相位与混合角的影响，并验证结果可靠性。
2024-07-16 hep-ph
Sterile neutrino dark matter in the super-weak model
超弱模型是标准模型的U（1）扩展。除了介体$Z'$外，还加入了单重标量场$χ$来处理SM真空的亚稳定性，并引入右手中微子来解释中微子质量的非零性.我们证明了最轻的右手中微子是一个可能的暗物质的候选人与质量$\mathcal{O}(10)~\mathrm{MeV}$通过共振冻结的情况。探讨了暗物质的产生，并从各种实验的角度和超越SM方面讨论了可用的参数空间。
2022-10-28 hep-ph
Sterile Neutrinos: Phenomenology and Theory
如果人们想同时理解LSND实验的结果，即$ν_μ-ν_e$振荡和其他中微子振荡的证据，如太阳和大气中微子亏损的证据，那么除了三个已知的中微子之外，一个不育中微子似乎是不可避免的。一个主要的理论挑战是理解为什么不育中微子如此轻。一个简单的解决办法似乎是假设它是宇宙中一个镜像扇区中最轻的中微子，这个镜像扇区具有与标准模型相同的物质和规范含量。在简要回顾了唯象学的基础上，提出了一个基于规范群$SO(10)\times SO(10)^\prime$的反映镜像宇宙思想的现实大统一模型。详细的预测已知和不育中微子部门和宇宙学的后果提到。
1998-08-05 hep-ph
Light sterile neutrino sensitivity of 163Ho experiments
我们探讨了$^{163}$ Ho电子俘获实验在标准三中微子混合框架下和在3+1中微子混合框架下对中微子质量的敏感性，这是由短基线中微子振荡实验中发现的异常所指示的。我们计算的灵敏度中微子质量和混合的探测器的能量分辨率的不同值，未解决的堆积分数和事件的总统计，考虑到这些参数的预期值在两个计划阶段的ECHO项目（ECHO-1 K和ECHO-1 M）。我们表明，扩展的ECHO-1 M实验收集$10^{16}$事件的可能性将与KATRIN实验竞争。这一统计将允许探索的3+1混合参数空间的一部分，由短基线中微子振荡实验的全球分析表明。为了覆盖所有允许的区域，将需要大约$10^{17}$事件的统计数据。
2016-05-18 hep-ex hep-ph
7 keV sterile neutrino Dark Matter in extended seesaw framework
仙女座星系和其他星系团（包括英仙座星系）的X射线光谱中出现的$3.5$ keV光子线可以解释为$7$ keV不育中微子暗物质候选者的信号，这是一种合理的解释。我们提出了一个新的扩展的跷跷板机制框架，其中最轻的无菌中微子作为暗物质的候选者，它衰变为光子和普通中微子占多余的3.5 keV的X射线线。为了实现这一思想，我们在SM轻中微子$ν_L$中加入了两种不同类型的中性费米子单线态（$S_L$，$N_R$），使轻中微子质量服从一般的线性跷跷板公式.在扩展的跷跷板框架下讨论了模型参数的互补性约束。有利的是，这个框架可以嵌入到一个$SO(10)$大统一理论。
2014-09-12 hep-ph
$SU_{L}(4)\times U(1)$ model for electroweak unification and sterile neutrinos
在不含带奇异电荷的费米子的电弱统一定域规范群$SU_{L}(4)\times U(1)$中，研究了中微子物理中的一些基本问题，如新的能量标度、中微子质量与最轻荷电费米子质量之间的巨大差距、eV质量范围内可能存在无菌中微子等.结果表明，中微子的质量谱可以与其它费米子的质量谱解耦。进一步的正常跷跷板机制的中微子，右手中微子马约拉纳质量为$M\gg M_{\text{weak}}$以及一个新的eV尺度可以容纳。eV尺度的跷跷板可能会在液体闪烁中微子探测器（LSND）和MiniBooNE（MB）实验结果以及未来的中微子实验中表现出来。
2008-06-22 hep-ph
Phenomenology of $keV$ sterile neutrino in minimal extended seesaw
在最小扩展跷跷板（MES）框架下，探讨了单代$keV$尺度无菌中微子（$m_S$）作为暗物质候选者的可能性及其对无中微子双β衰变（$0νββ$）研究的影响.三个等级右手中微子被认为是解释中微子质量。我们还通过考虑最轻的RH中微子衰变为轻子和希格斯双重态的热轻子生成机制来解决重子生成问题。基于$A_4\times Z_4\times Z_3$味对称性建立了一个通用模型，用来解释中微子的正态和反层次质量分布。在$0νββ$中存在无菌质量（$m_S$）和活性-无菌混合（$θ_{S}$）时，观察到有效中微子质量的显著结果。从$0νββ$的结果给出了严格的上限上的活性无菌混合矩阵元素。为了在这个模型中确定不育中微子是暗物质，我们检验了不育中微子的衰变宽度和残余丰度，从而将不育质量（$m_S$）限制在一定的范围内。由$0νββ$和重子生成结果得到CP相和汤川耦合的约束区域。这些观察之间的相互关系也建立和讨论在这个框架内。
2020-07-06 hep-ph
Grand Unification of the Sterile Neutrino
要同时理解太阳和大气中微子亏损以及LSND实验中所有中微子振荡的现有迹象，最简单的方法似乎是假设一个不育中微子。我们提出了一个现实的大统一模型的规范群$SO(10)\times SO(10)^\prime$的基础上，导致所需的质量和混合的不育和已知的中微子需要理解上述观察，同时拟合那些已知的带电费米子。该模型是最近提出的一种观点的统一实现，即无菌中微子是宇宙镜像扇区中最轻的中微子，它与标准模型具有相同的物质和规范含量。两个SO（10）以镜像对称的方式作用于两个扇区，并通过混合希格斯表象连接，其净效应是连接两个扇区的超重右手中微子。
1998-05-29 hep-ph
Leptogenesis and eV scale sterile neutrino
我们考虑了能容纳eV级无菌中微子的最小扩展跷跷板模型。该方案还包括三个重右手中微子除了轻不育中微子。在该模型中，活性-无菌混合作为非单一参数。如果这些混合角的值为$\mathcal{O}(0.1)$，则该模型将PMNS矩阵与么正性的偏差引入到该数量级。我们发现，从各种实验的振荡数据施加上界的最轻的重中微子质量标度为$\sim 10^{11}$ GeV在这个模型的上下文中。我们在这个方案中研究了{ \it vanilla}的轻子生成，在这个方案中，早期宇宙中重右手中微子的衰变可以引起所观察到的重子不对称性。在这里，即使eV尺度的不育中微子并不直接参与稀薄发生，它的影响是通过非幺正效应表现出来的。我们发现，参数空间，可以产生成功的leptogenesis的约束下，从全球分析中获得的活性无菌混合的界限。
2022-05-07 hep-ph
Wavelet Approach to Search for Sterile Neutrinos in Tritium $β$-Decay Spectra
质量范围在几千电子伏的惰性中微子是冷和暖暗物质的候选者。重中微子质量本征态与电子中微子的混合物会导致$β$衰变谱中的微小畸变--“扭结”。在本文中，我们表明，小波变换是一个非常强大的形状分析方法来检测这个签名。对于氚源强度，类似于KATRIN实验的预期，在3年的测量时间后，可以获得对活性中微子与无菌中微子混合的统计灵敏度下降到$\sin^2 θ= 10^{-6}$（$90\%$ CL）。它表明，小波方法在很大程度上是不敏感的系统的影响，导致平滑的频谱修改。为了充分利用这种分析技术，需要对氚$β$ -衰变谱进行高分辨率测量（半高宽为$\sim100$ ~eV）。
2015-01-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Numerical estimate of minimal active-sterile neutrino mixing for sterile neutrinos at GeV scale
跷跷板机制从下面的混合之间的活动和不育中微子固定的不育中微子质量的约束。在固定靶实验中，探测器内的无菌中微子衰变的信号事件被混合角的四次方所抑制。因此，SHiP和DUNE等实验的灵敏度应考虑混合角的最小可能值。我们扩展了以前的研究这个主题arXiv：1312.2887到一个更一般的情况下，非零CP违反阶段的中微子部门。也就是说，我们提供了数值估计的最小值之间的混合角的活动中微子和两个不育中微子与第三不育中微子在混合中起不明显的作用。因此，我们获得了一个灵敏度，需要充分探索的跷跷板I型机制与质量低于2 GeV的无菌中微子，和一个不可检测的无菌中微子是相关的固定目标实验。值得注意的是，我们观察到一个强大的依赖性，这一结果的最轻的活性中微子质量和中微子质量层次，不仅对CP违反阶段本身的价值观。所有这些效应加起来，使实验证实的无菌活性中微子混合的极限比arXiv：1312.2887的结果低了几个数量级，从$10^{-10}$ - $10^{-11}$到$10^{-12}$，甚至在部分参数空间中到$10^{-20}$;非零CP破坏相是造成这一结果的原因。
2018-10-08 hep-ph
Heavy sterile neutrino in dark matter searches
惰性中微子是可能的暗物质候选者。我们在这里研究可能的检测机制，假设中微子的质量约为50千电子伏，并耦合到普通中微子。尽管这个中微子相当重，但它是非相对论性的，最大动能为0.1 eV。因此，需要新的实验技术来检测它。我们估计在以下情况下的预期事件率：i）在具有非常低的电子结合的材料的情况下测量电子反冲。ii）低温晶体测辐射热计。iii）在非常低的温度下自旋诱导的原子激发，导致特征光子谱。iv）观察电子俘获过程中原子核吸收反中微子的共振。v）超过β衰变系统终点能量的中微子诱导电子事件，例如KATRIN研究的氚衰变。
2018-03-07 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Predictions for Neutrinoless Double-Beta Decay in the 3+1 Sterile Neutrino Scenario
在这一过程中，我们提出的有效马约拉纳质量$|m_{ββ}|$在中微子无$β$双衰变的标准$3ν$混合的情况下和3+1中微子混合的情况下的短基线异常的预测。我们已经考虑到中微子混合参数的振荡实验确定的不确定性。我们得到，在$3ν$和3+1混合情况下，对$|m_{ββ}|$的预言是完全不同的，这与文献中以前的讨论是一致的，而且，如果质量排序由振荡实验确定，那么，未来在宇宙学实验中对无中微子双$β$衰变和三个最轻中微子的总质量的测量可能区分$3ν$和3+1情况。
2015-11-12 hep-ph
Dirac CP phases in a 3+1 neutrino scenario with $μ-τ$ symmetry
在$3+1$方案中，无菌中微子解释了中微子异常现象，而这种中微子异常现象不能仅仅用弱活性中微子来解释，它是振荡中微子数据所表明的$μ-τ$对称性破缺的一个天然来源。我们探讨了狄拉克CP阶段在这种情况下，与无菌中微子衰变的预测，并表明当前的限制$δ_{CP}$建议一个正常的层次和最轻的中微子规模低于0.1电子伏特的最合理的解释，当马约拉纳阶段是空的。其他狄拉克相也是非零的。
2021-08-10 hep-ph
$keV$ sterile neutrino as dark matter in doublet left-right symmetric model with $A_{4}$ modular symmetry
Tezpur University（特佐布尔大学）
本文在左-右对称模型中引入无活性费米子，利用 $A_{4}$ 模块对称性生成中微子质量，并研究无中微子双β衰变现象。
2025-11-27 hep-ph
Phenomenology of keV scale sterile neutrino dark matter with $S_{4}$ flavor symmetry
我们研究了在反跷跷板框架下同时解决中微子现象学和暗物质的可能性。该模型是标准模型的扩展，通过增加两个右手中微子和三个不育费米子，导致一个轻不育态的质量在keV范围内，随着三个轻活性中微子状态。最轻的无菌中微子可以解释一个可行的暗物质（DM）候选者。我们提出了一个$S_{4}$味对称模型，它进一步增加了$Z_{4}\times Z_{3}$对称性，以约束汤川拉格朗日。在$S_{4}$框架下，逆跷跷板中所涉及的质量矩阵的结构自然会产生具有非零反应堆混合角$ θ_{13}$的正确中微子质量矩阵。在这个框架下，我们进行了详细的数值分析，无论是正常的层次，以及倒置的层次，以获得暗物质质量和DM活跃的混合，这是考虑不育中微子作为一个可行的暗物质候选人的关键因素。我们约束的参数空间的模型从最新的宇宙学界的质量的暗物质和DM活跃的混合。
2019-12-19 hep-ph
Theoretical and phenomenological consequences of active and sterile neutrino within Beyond Standard Model framework
本论文在最小扩展的跷跷板框架下研究了活跃和不育混合模式的理论和现象学方面。报告共分六章，其中第一章和第六章分别是导言和结论。在第二章中，我们研究了单代无菌中微子（$m_S\sim \mathcal{O}$（eV））和三个活性中微子的活性-无菌现象。三个独立的情况下，无菌的质量矩阵进行了研究，在正常和倒置的层次质量排序。第三章是前一章的延伸。本文研究了费米子扇区中的中微子质量产生和重子产生{ \it via}热轻子产生。另一方面，在标量区研究了一个扩展的多Higgs偶极子模型。在这三个希格斯二重态中，其中一个没有获得真空期望值（VEV），因此表现为惰性希格斯。其中最轻的成分表现为一种可行的暗物质候选者。在MES内，无菌物料可被强制降解至$keV$规模。在第四章中，我们研究了$keV$范围内考虑无菌中微子质量的各种唯象。这种$keV$标度的无菌中微子在我们的研究中也扮演着暗物质候选者的角色。第五章讨论零纹理中微子暗物质模型。我们研究了费米子扇区中的活性-无菌混合、重子生成、$via$共振瘦子生成和$0νββ$。在标量区，产生无菌物质的复杂标量黄子参与了暗物质的研究。标量黄子的虚部表现为一种可行的暗物质候选者。
2021-07-22 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
Heavy sterile neutrinos, entropy and relativistic energy production, and the relic neutrino background
我们探讨了重中性费米子存在的意义（即，无菌中微子）的早期宇宙的热历史。特别是，我们考虑静止质量在100 MeV到500 MeV范围内的无菌中微子，与普通活性中微子的耦合足够大，以保证在早期宇宙中温度T > 1 GeV的时期的热平衡和化学平衡，但在一个范围内，衰变寿命从秒到分钟。这样的中微子会在早期退耦，其残余密度与光子相当，但会在平衡状态下衰变，从而在大爆炸核合成（BBN）之前或期间产生巨大的熵。所考虑的大多数无菌中微子静止质量和寿命的范围与宇宙微波背景（CMB）对相对论粒子对能量密度的贡献的限制不一致（例如，由N_eff参数化）。然而，一些无菌中微子参数可以导致一个可接受的N_eff。这些参数范围伴随着普通背景遗迹中微子的相当大的稀释，可能对BBN产生不利影响，但有时落在可以解释某些粒子物理模型中测量的中微子质量的范围内。当这些探测器的探测阈值低于实验室确定的中微子质量值时，这些无菌中微子的一个鲁棒特征将是测量的N_eff不等于3，并且没有中微子静止质量的宇宙学信号，这些中微子质量值由大气中微子振荡尺度或直接测量确定，例如，KATRIN或无中微子双β衰变实验。
2011-10-28 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the mass-spectra in the presence of a light sterile neutrino from absolute mass-related observables
本文研究轻惰性中微子不同质量谱对中微子绝对质量相关观测量（宇宙学质量之和、β衰变有效质量、无中微子双β衰变有效马约拉纳质量）的影响，并利用当前约束及KATRIN、Project-8、nEXO等未来灵敏度排除部分情景。
2024-05-07 hep-ph
Parametrization of Seesaw Models and Light Sterile Neutrinos
最近重新计算的中微子通量从核反应堆放松之间的紧张关系LSND和MiniBooNE异常和消失的数据时，解释在无菌中微子振荡。用这样的费米子单线态对标准模型进行最简单的扩展，就是加入具有小马约拉纳质量的右手无菌中微子。即使在引入三个右手中微子的情况下，这种情况也比文献中研究的3+2情况具有更少的自由参数。这就引出了一个问题，即所获得的最佳拟合区域是否可以通过标准模型的这种最简单的扩展来再现。为了解决这个问题，我们设计了一个精确的参数化的标准模型扩展右手中微子。除了通常的3x3中微子混合矩阵和最轻中微子的3个质量外，额外的自由度被编码在另一个3x3幺正矩阵和3个额外的混合角中。参数化包括所有的质量和混合之间的相关性，是有效的超越通常的跷跷板近似。通过这种参数化，我们发现，在3+2的情况下，LSND和MiniBooNE异常的最佳拟合区域确实可以重现，尽管自由度的数量较少。
2011-10-11 hep-ph
Sterile neutrino dark matter as a consequence of nuMSM-induced lepton asymmetry
这一点在参考文献中已经指出。[1]在nuMSM（标准模型，由质量小于电弱标度的三个右手中微子扩展而成）中，参数空间中有一个角落，在这个角落里，两个最重的右手中微子之间的CP破坏共振振荡在低于闪锌矿跃迁的冻结温度下继续运行，导致轻子不对称性大大大于重子不对称性。因此，最轻的右手（“无菌”）中微子，可能作为暗物质，是通过Shi和Fuller提出的有效共振机制产生的[2]。我们用量子场论方法重新计算了这种情况下的暗物质遗迹密度和非平衡动量分布函数，并将计算结果与现有的天体物理数据相对照，导出了最轻右手中微子性质的界限。我们的光谱可以被用来作为输入的结构形成模拟在温暖的暗物质宇宙学，莱曼α分析的暗物质分布在小尺度上，并为研究的性质的晕矮球状星系。
2008-06-29 astro-ph 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
Visible Sterile Neutrinos as the Earliest Relic Probes of Cosmology
实验室对无菌中微子的检测可以提供大爆炸核合成（BBN）之前宇宙演化的第一个迹象，这是一个尚未经过检验的时代。这种“可见的”无菌中微子在即将进行的实验中可以观察到，例如KATRIN/TRISTAN和HUNTER在keV质量范围内，PINEMY和其他在eV质量范围内的实验。在宇宙的温度为5 MeV之前，通常会对宇宙学做出一系列标准假设。然而，基于替代假设的非标准前BBN宇宙学可能会出现在有动机的理论模型中，并且同样与所有现有数据一致。我们重新审视生产无菌中微子的质量为0.01 eV至1兆电子伏的两个例子，这样的模型：标量张量和低再加热温度预BBN宇宙学。在这两个实验中，假定的3.5 keV X射线信号线对应于一个无菌中微子，其混合量足够大，可以在即将到来的实验室实验中进行测试。此外，活跃-无菌中微子混合的宇宙学/天体物理学上限明显弱于标准的前BBN宇宙学，这表明这些限制并不稳健。例如，在标量张量情况下，LSND和MiniBooNE短基线以及DANSS和近地天体反应堆实验所暗示的潜在信号区域完全不受宇宙学限制的约束。我们的工作突出表明，不育中微子可能构成前BBN时代的敏感探针。
2019-12-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
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
Impact of an eV-mass sterile neutrino on the neutrinoless double-beta decays: a Bayesian analysis
为了定量评估eV质量的无菌中微子对无中微子双β衰变的影响，采用贝叶斯统计方法，计算了（3+1）$0νββ$混合情形下相应有效中微子质量$|m^\prime_{ee}|$的后验概率分布.在计算中考虑了中微子振荡数据的最新全局拟合分析、{ \it Planck}中三个活跃中微子质量之和的宇宙学约束以及当前$0νββ$衰变实验的约束。基于所得的后验分布，我们发现有效中微子质量的平均值从标准3 $ν$混合方案中的$\overline{|m^{}_{ee}|} = 3.37\times 10^{-3}~{\rm eV}$（或$7.71\times 10^{-3}~{\rm eV}$）移动到（3+1）$ν$混合方案中的$\overline{|m^{\prime}_{ee}|}=2.54\times 10^{-2}~{\rm eV}$（或$2.56\times 10^{-2}~{\rm eV}$），并且在最轻中微子质量（或3个活动中微子质量之和）上具有一致的先验.因此，从未来的$0νββ$衰变实验的灵敏度为$|m^{}_{ee}| \approx \mathcal{O}(10^{-2}_{})~{\rm eV}$的零信号将能够设置一个非常严格的约束的不育中微子的质量和活性-不育的混合角。
2019-02-11 hep-ph
Sterile neutrino dark matter in a U(1) extension of the standard model
我们探讨了在标准模型的U（1）扩展中产生暗物质的可能性，也称为超弱模型。冻结和冻结出的机制进行了详细描述，假设最轻的不育中微子模型中的暗物质的候选人。在这两种情况下，我们提出的超弱耦合与新的规范玻色子质量的平面上的青睐的参数空间。我们讨论了实验限制每种情况下，轮廓检测的可能性。
2021-12-01 astro-ph.CO hep-ph
What a direct neutrino mass measurement might teach us about the dark sector
对暗物质的研究表明，暗物质与普通物质的耦合非常微弱，可能只通过希格斯玻色子或其他标量玻色子。另一方面，中微子可能不会直接耦合到希格斯玻色子，而只是通过一个暗物质粒子的环，这自然解释了中微子的小质量。我们表明，目前的实验限制，这样一个“暗生”的情况下，允许使最轻的中微子质量的线性依赖于暗扇区希格斯耦合明确，使测量的KATRIN实验将直接确定其值。
2021-12-15 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
The masses of active neutrinos in the nuMSM from X-ray astronomy
在标准模型的一个扩展中，三个相对较轻的右手中微子（nuMSM模型），暗物质粒子的作用由最轻的无菌中微子扮演。我们表明，河外X射线背景的观测允许把一个强大的上限上的最轻的活性中微子的质量和预测的质量的绝对值的两个较重的活性中微子在nuMSM，只要暗物质无菌中微子的质量大于1.8 keV。
2006-01-12 astro-ph hep-ph
Type-I Seesaw with eV-Scale Neutrinos
我们考虑跷跷板I型模型，包括至少一个（大部分）无菌中微子的质量在eV尺度。三种不同的情况下发现，轻额外中微子的存在是自然合理的近似守恒轻子数对称性。为了对这些情景进行一致的分析，必须对完整的混合矩阵进行精确的参数化。我们提供额外的确切结果，包括广义版本的跷跷板关系和Casas-Ibarra parametrisation，有效的跷跷板的每一个规模。我们发现，存在一个轻不育中微子强加了一个上限的最轻中微子的质量。我们进一步评估了光无菌状态对短基线和长基线中微子振荡实验的影响，强调了未来的探测前景，并通过CP不对称性分析和弱基不变量的构建解决了该框架中的CP破坏问题。所提出的模型可以容纳足够的活性-无菌混合在解释短基线异常中发挥作用。
2020-01-13 hep-ph
Mirror symmetry: from active and sterile neutrino masses to baryonic and dark matter asymmetries
我们考虑SU（3）_c \times SU（2）_L \times U（1）_Y镜像扇区，其中场内容和无量纲耦合是SU（3）_c \times SU（2）_L \times U（1）_Y普通扇区的拷贝.我们的模型还包含三个具有重Majorana质量的规范单重态费米子和一个具有跷跷板抑制真空期望值的[SU（2）_L \times SU（2 ′_L]-双重态Higgs标量。镜像无菌中微子质量将具有典型的跷跷板形式，而普通的活动中微子质量将具有双重和线性的跷跷板形式。在这种正则和双线跷跷板的情况下，我们可以预期一个eV尺度的无菌中微子和另外两个MeV尺度以上的中微子符合宇宙学和短基线中微子振荡数据。与SU（2）_L和SU（2 ′_L）的sphaleron过程相联系，费米子单态的衰变可以同时在[SU（2）_L]-二重态轻子中产生轻子不对称性，在[SU（2 ′_L]-二重态轻子中产生相等的轻子不对称性，从而解释重子和暗物质的存在.最轻的镜像重子应该有一个确定的质量，大约在5 GeV左右，以解释暗物质的残余密度。U（1）动力学混合可以为暗物质的直接探测打开窗口。
2013-03-26 hep-ph
Neutrino mass, leptogenesis and sterile neutrino dark matter in inverse seesaw framework
本文研究了$S_{4}$味对称反跷跷板模型，该模型有可能通过轻子生成同时研究中微子现象、暗物质（DM）和重子宇宙不对称性（BAU）。该模型是标准模型的扩展，通过增加两个右手中微子和三个不育费米子，导致keV尺度的不育中微子暗物质和两对准狄拉克态。模型中最轻的准狄拉克对的CP破坏衰变产生轻子不对称，然后转化为宇宙的重子不对称。因此，该模型可以同时给出中微子质量、宇宙中的暗物质含量和重子不对称性的解。在这个模型中的$S_{4}$味对称性增加额外的$Z_{4}\times Z_{3}$对称性，以约束汤川拉格朗日。详细的数值分析得到了正态和逆态的暗物质质量、DM-活性混合以及BAU。我们试图将这两个宇宙学观测量关联起来，找到了一个满足DM唯象和BAU的公共参数空间。模型的参数空间进一步受到上述观测量的最新宇宙学界的约束。
2021-06-08 hep-ph
