Constraining Neutrino Cosmologies with Nonlinear Reconstruction
本文利用Quijote模拟研究非线性重构方法，发现其能显著改善宇宙学参数约束并几乎达到线性理论极限，其中中微子质量约束仅比理论最佳结果低12%，为从星系巡天中高效提取中微子信息提供了有效方法。
2023-11-28 astro-ph.CO
Constraining neutrino mass with tomographic weak lensing peak counts
大质量宇宙中微子通过抑制小尺度上的微扰而改变了结构的形成历史。来自星系巡天的弱透镜数据探测了结构演化，从而可以用来约束三个活跃中微子的总质量。然而，许多信息是在小尺度上的动态是非线性的。因此，传统的方法与二阶统计量无法完全提取的信息在透镜领域。在本文中，我们研究的中微子质量总和的限制，使用透镜峰计数，统计捕获非高斯信息超过二阶。我们使用来自宇宙学大质量中微子模拟（MassiveNuS）的射线跟踪弱透镜模拟，并应用LSST类噪声。我们讨论了红移层析成像，多极截止$\ell_{\rm max}$的功率谱，平滑规模的峰值计数，和不同高度的峰值的约束的影响。我们发现，结合峰值计数与传统的透镜功率谱可以改善约束中微子质量和，$Ω_m$，和$A_s$，分别为39%，32%和60%，从功率谱单独。
2018-10-03 astro-ph.CO
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
Constraining dark matter-neutrino interactions with IceCube-170922A
天体物理学上的中微子从它们的源头经过星系团和我们银河系的暗物质晕，长距离地传播到地球。中微子与暗物质的相互作用可能会影响中微子的通量。最近对高能中微子IceCube-170922 A的多信使观测，在中微子能量为290 TeV时，给出了中微子与暗物质相互作用的稳定的$σ/M_{dm} \lesssim 5.1\times 10^{-23} {\rm cm}^2 /$ GeV上限，抑制率可达90%.结合CMB和LSS在不同中微子能量下的约束，我们可以约束暗物质-中微子相互作用的模型。
2019-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the Neutrino Mass with the Drifting Coefficient of the Field Cluster Mass Function
提出了一种利用场团质量函数的漂移系数来诊断中微子总质量（$M_ν$）与原初功率谱振幅（$σ_{8}$）之间简并性的新方法。通过分析宇宙学大质量中微子模拟的数据，我们首先确定了场团在不同红移处的数值质量函数。然后，我们比较的数值计算结果与分析模型的特点是由一个单一的参数称为漂移系数，测量的漂移的崩溃密度阈值，$δ_{c}$，从爱因斯坦-德西特球的值，$δ_{sc}$，在给定的质量尺度。结果表明，场团质量函数的解析模型在有大质量中微子存在的情况下也能很好地工作，并且其漂移系数在不同$M_ν$值的宇宙学中有不同的演化.在低红移（$z\lesssim 0.3$）时，质量越大的中微子使$δ_{c}$从$δ_{sc}$漂移得越远，而在高红移（$z\gtrsim0.3$）时则发现相反的趋势。推测这种明显的红移依赖效应的大质量中微子的漂移系数的场簇质量函数可能有助于打破$σ_{8}$ - $M_ν$简并，我们还表明，这种新的诊断$M_ν$的灵敏度是足够高的区分的情况下，$M_ν=0.1\,{\rm eV}$的无质量中微子。
2020-03-25 astro-ph.CO
Constraining Feeble Neutrino Interactions with Ultralight Dark Matter
如果超轻$(\ll$ eV），玻色子暗物质与右手中微子耦合，则活动中微子质量和混合角取决于周围环境的暗物质密度。当由暗物质背景诱导的中微子马约拉纳质量小于狄拉克质量时，中微子是“伪狄拉克”费米子，在近简并的活跃态和无菌态之间振荡。我们提出了一个完整的宇宙学的历史，这样一个场景，并找到严重的限制，从各种各样的地球和宇宙观测。对于“模糊”暗物质体系中的标量质量（$\sim 10^{-20}$ eV），这些限制不包括$10^{-30}$阶耦合，对应于与中微子之间的引力相当的汤川相互作用，并且超过了标量诱导的电子和质子耦合中时间变化的等效限制。
2022-05-13 astro-ph.CO hep-ph
Constraining dynamical neutrino mass generation with cosmological data
我们研究的模型中，中微子的质量是在宇宙学后期动态生成的。我们的研究是纯粹的现象学和参数化的三个有效的参数表征红移的质量产生，过渡区的宽度，和现今的中微子质量。我们还研究了中微子在产生质量的时候成为强自相互作用的可能性。我们发现，在一些情况下，目前的CMB，BAO和超新星的数据允许与大的中微子质量的模型。允许质量范围的增加使得在直接探测实验中测量非零中微子质量成为可能，例如KATRIN。有趣的是，我们还发现，有允许的模型中，中微子成为强烈的自相互作用的时代周围的重组。
2017-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Neutrino Mass with the Void Weak Lensing Effect
Tsinghua University（清华大学）；Shanghai Astronomical Observatory (SHAO)（上海天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文研究了空洞-剪切交叉相关性（空洞透镜效应）对总中微子质量的约束能力，通过宇宙N体模拟和HOD拟合方法，结合射线追踪生成模拟剪切目录，验证了空洞透镜信号与中微子质量的线性关系，并展示了其在不同宇宙学模型中的准确性。
2026-05-19 astro-ph.CO
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
Synergies between Vera C. Rubin Observatory, Nancy Grace Roman Space Telescope, and Euclid Mission: Constraining Dark Energy with Type Ia Supernovae
我们回顾了超新星社区的需求，以改善调查协调和数据共享，这将显着提高暗能量的限制，使用样本的Ia型超新星从维拉C。鲁宾天文台、\textit{Nancy Grace Roman Space Telescope}和\textit{Euclid}任务。我们讨论的统计和系统的精度，从这些实验的观察相结合，将使改进。例如，协调将导致改进的光度校准，红移测量，以及超新星距离。我们还讨论了现在应该建立什么样的团队和计划来开始为这些组合数据集做准备。具体而言，我们要求在实地选择和调查操作、光度校准、光谱跟踪、像素级处理和计算方面进行协调努力。这些努力将不仅有利于Ia型超新星的实验，而且有利于所有时域研究，以及具有多信使天体物理学的宇宙学。
2021-04-02 astro-ph.CO
On the most constraining cosmological neutrino mass bounds
我们在这里提出了最新的中微子质量极限利用最近的宇宙学数据集。利用宇宙微波背景温度涨落和偏振测量、Ia超新星光度距离、重子声学振荡观测和生长率参数的测定，我们能够把迄今为止最严格的束缚能限$\sum m_ν<0.09$ eV设定在$95\%$ ~CL。这个非常严格的限制是在没有任何关于哈勃常数值的先验假设的情况下获得的，并且高度损害了作为自然界中潜在中微子质量模式的逆质量排序的可行性。这里获得的结果进一步加强了非常大的多示踪剂光谱调查作为宇宙学遗迹（如中微子）的独特实验室的情况：这将是暗能量光谱仪器（DESI）调查和欧几里得任务的情况。
2021-08-29 astro-ph.CO hep-ph
Constraining neutrino mass with the CSST galaxy clusters
本文利用CSST星系团通过Fisher矩阵预测中微子质量约束，发现精确掌握标度关系可将约束收紧至约0.03 eV，并强调GISDB效应能显著提升约束精度。
2025-07-23 astro-ph.CO
Constraining neutrino mass with tomographic weak lensing one-point probability distribution function and power spectrum
利用MassiveNuS模拟，研究了LSST观测中弱透镜测量的单点概率分布函数（PDF）和功率谱对中微子质量和（M_nu）的约束. PDF提供对功率谱之外的非高斯信息的访问。它对小尺度上的非线性增长特别敏感，大质量中微子也有最大的影响。我们发现，层析成像有助于提高约束M_nu的功率谱和PDF分别为14%和32%，相比于一个单一的红移箱。PDF单独在约束M_nu方面优于功率谱。当这两个统计量结合在一起时，约束进一步收紧了35%。我们的结论是弱透镜PDF是互补的功率谱，并有可能成为一个强大的工具，约束中微子质量。
2018-09-27 astro-ph.CO hep-ph physics.data-an
Constraining sterile neutrino cosmologies with strong gravitational lensing observations at redshift z~0.2
我们使用所观察到的数量的subhaloes和视线暗物质haloes在一个样本的11个引力透镜系统从斯隆透镜ACS调查约束的自由流属性的暗物质粒子。特别是，我们将Vegetti等人2010年对小质量暗物质晕的探测与Vegetti等人2014年的未探测结合起来，并将导出的次晕和晕质量函数与冷暗物质（CDM）和共振产生的无菌中微子模型的预期进行比较。我们将半模质量，即线性物质功率谱相对于CDM模型减少50%的质量尺度，限制为2 $σ$水平的$\log M_{\rm{hm}} \left[M_\odot\right] < 12.0$（等效热遗迹质量$m_{\rm th} > 0.3$ keV）。这排除了中微子质量为$m_{\rm s} < 0.8$ keV的无菌中微子模型，其质量为$L_{\rm 6}$的任何值。我们的限制比目前提供的银河系卫星的数量，观测的3.5千电子伏的X射线线，和莱曼$α$森林。然而，它们比前者更健壮，因为它们受重子过程的影响更小。此外，与后者不同，它们不受星系际介质热历史假设的影响。为了获得更严格的约束，需要具有更高数据质量和更高源和透镜红移的引力透镜系统。
2018-10-09 astro-ph.CO
Constraining models for keV sterile neutrinos by quasi-degenerate active neutrinos
我们提出了一个关于keV无菌中微子暗物质的No-Go定理：如果keV尺度的无菌中微子扮演暗物质的角色，它们通常是不稳定的，它们的衰变产生天体物理单能X射线线。事实证明，在这条线上的观测约束是如此之强，它与在Casas-Ibarra矩阵R为实数的跷跷板I型框架中存在活性中微子的准简并谱相矛盾。对于没有CP破坏的模型，情况尤其如此。我们给出了这个定理的一般证明。虽然该定理（像每个No-Go定理一样）依赖于某些假设，但它适用的情况仍然足够普遍，可以为keV中微子模型的构建带来有趣的结果。事实上，根据下一代实验的结果，人们可能会排除keV无菌中微子的整个模型。
2013-02-25 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Neutrino mass using the large scale HI distribution in the Post-reionization epoch
中性星系际介质在后再电离时代，使我们能够研究宇宙结构的形成，通过观察红移21厘米信号和莱曼α森林。我们研究了通过物质功率谱中功率的抑制来测量中微子总质量的可能性。我们调查的可能性测量中微子质量通过其印记的互相关功率谱的21厘米的信号和莱曼α森林。我们认为，无线电干涉测量的21厘米的信号与SKA 1-中像射电望远镜和BOSS像莱曼α森林调查。Fisher矩阵分析表明，在基准红移z = 2.5时，平均分布在25个射电点上的10，000小时21厘米观测值，以及在1 {deg}^[2]中有30条类星体视线的莱曼-α森林巡天，使我们能够测量3.25%水平的Ω_v。平均分布在25个无线电点上的总共25，000小时的无线电干涉观测和具有\bar n = 60 { \rm deg}^{-2}的莱曼-α测量将允许在2.26%的水平上测量Ω_v。这相当于在（100 \pm 2.26）meV的精度下对\sum m_v和f_v = Ω_v/ Ω_{m}的2.49%水平上的理想测量。
2016-10-28 astro-ph.CO
Constraining Vector Dark Matter with Neutrino experiments
本文研究了与轻子 flavor 耦合的 Vector Dark Matter (VDM) 对中微子振荡的化学势效应，利用 Super-Kamiokande 的非观测结果排除了数个数量级的参数空间，并展示了 DUNE 等未来实验的预期探测范围。
2023-08-02 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Dark Matter-Neutrino Interactions using the CMB and Large-Scale Structure
利用普朗克和大尺度结构实验的最新宇宙学数据，对暗物质和中微子的弹性散射截面进行了新的研究。我们发现最强的约束是由莱曼-α森林设定的，如果截面是常数，则给出sigma_{DM-neutrino} < 10^{-33}（m_DM/GeV）cm ^2;如果它与温度平方成比例，则给出当前的值sigma_{DM-neutrino} < 10^{-45}（m_DM/GeV）cm ^2。这是迄今为止对DM-中微子相互作用最强有力的限制，表明人们可以利用宇宙中物质的分布来探测暗（“不可见”）相互作用。此外，我们还发现，热MeV DM和一个恒定的弹性散射截面的情况下，自然预测（i）截断在莱曼α尺度的物质功率谱，（ii）N_eff ~ 3.5 +/- 0.4，（iii）H_0 ~ 71 +/- 3 km/s/Mpc和（iv）中微子质量的可能产生。
2014-01-29 astro-ph.CO hep-ph
Future prospects on constraining neutrino cosmology with the Ali CMB Polarization Telescope
利用阿里宇宙微波背景偏振望远镜（AliCPT）的宇宙微波背景（CMB）温度、E模偏振和透镜谱的结构，预测了中微子物理参数的约束。为了实现预报计算，我们进行了数值模拟，结果表明，AliCPT将产生的结果$σ(N_{\mathrm{eff}})=0.42$和$σ(M_ν)=0.18$的第一年的观测。此外，我们调查的仪器参数，如噪声水平，半峰全宽（FWHM），天空覆盖范围可以影响这两个参数的约束。我们的预测结果发现，一个大口径望远镜与一个大的天空调查策略将显着改善目前的限制。
2021-12-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraining Neutrinos and Dark Energy with Galaxy Clustering in the Dark Energy Survey
利用暗能量巡天（DES）和宇宙微波背景（CMB）普朗克巡天的综合数据，确定了中微子绝对质量标度和暗能量状态方程的预测误差。我们使用星系的角聚类DES在7个红移壳层$z\sim 1.7$，包括不同的红移壳层之间的交叉相关。我们研究了具有无质量和大质量中微子以及三种不同的暗能量模型：$Λ$ CDM（$w=-1$）、wCDM（常数$w$）和waCDM（演化状态方程参数$w(a)=w_0 + w_{a}(1-a)$）。我们包括使用一个常数和一个红移不断变化的偏置模型建模星系偏置的不确定性的影响。对于$Λ$ CDM模型，我们得到了DES+Planck中微子质量之和的上限为$Σm_ν< 0.08$ eV（95\%C. L.）对于$Σm_ν= 0.047$ eV的基准质量，1 $σ$误差为0.02 eV，假设完全了解星系偏差。对于wCDM模型，极限为$Σm_ν< 0.10 $ eV。对于一个wCDM模型，星系的偏见与红移的发展，中微子质量的总和的上限增加到0.19 eV。DES将能够将中微子质量的上限限制在0.1-0.2 eV之间，因此可以强烈地限制中微子的反向质量等级。在wCDM模型中，常数$w$的1个$σ$误差是DES星系团和普朗克的$Δw= 0.03$。允许$Σm_ν$作为自由参数会使$w$上的错误增加2倍，而$Δw=0.06$。在waCDM模型中，其中暗能量状态方程随时间变化，误差为$Δ…
2014-11-26 astro-ph.CO
Constraining primordial black holes and primordial curvature power spectrum with extragalactic muon neutrino
Qufu Normal University（曲阜师范大学）
研究由WIMPs和PBHs组成的混合暗物质情景，通过分析PBHs周围WIMP湮灭产生的河外中微子通量，得出PBHs中暗物质比例上限及原初曲率功率谱上限，为相关研究提供了新约束。
2026-08-26 astro-ph.CO
Constraining the Self-Interacting Neutrino Interpretation of the Hubble Tension
大的非标准中微子自相互作用已经被证明可以解决哈勃常数测量中的$\sim 4σ$张力和物质波动幅度中的温和张力。我们表明，必要的大小的相互作用意味着存在一个大的中微子耦合（$> 10^{-4}$）和质量在千电子伏- 100兆电子伏的范围内的力载体。这种介质受到严格的宇宙学和实验室的限制，我们发现，几乎所有的实现这样的粒子被排除在现有的数据，除非它携带自旋0和几乎完全耦合到$τ$味中微子。此外，我们发现轻中微子必须是Majorana，并且UV完全模型需要一个非最小机制来同时产生中微子质量和可观的自相互作用。
2019-11-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraining neutrino mass and dark energy with peculiar velocities and lensing dispersions of Type Ia supernovae
我们发现，独特的速度Ia型超新星可以用来推导出的中微子质量，$Σm_ν$，和暗能量状态方程，$w = w_0+w_a(1-a)$，从测量的星等红移关系，补充星系红移和弱透镜调查的总和的约束。来自超新星的光通过扰动的宇宙传播，因此光度距离从其均匀预测中修改。这种修正分别正比于引力透镜效应引起的物质密度涨落及其对时间的导数和奇异速度。在低红移时，奇特的速度信号占主导地位，而在高红移透镜。我们表明，使用透镜和特殊的速度从即将到来的调查WFIRST和ZTF超新星，没有其他的观测，我们可以约束$Σm_ν \lesssim 0.31$ eV，$σ(w_0) \lesssim 0.02$，和${σ(w_a)} \lesssim 0.18$（$1-σ$ CL）在$Σm_ν$ - $w_0$ - $w_a$参数空间，其中所有其他宇宙学参数是固定的。我们发现，加入特殊的速度信息，从低红移收缩的体积参数椭球在这个空间的$\sim 33$ %。我们还允许$Ω_{\text{CDM}}$变化以及$Σm_ν$，$w_0$和$w_a$，并演示如何降低这些约束的结果。
2019-09-25 astro-ph.CO
Constraining neutrino masses with weak-lensing multiscale peak counts
大质量中微子影响宇宙的背景演化以及结构的生长。能够模拟这种效应并限制它们的质量之和是现代宇宙学的关键挑战之一。弱透镜宇宙学约束也将很快达到更高水平的精度与下一代的调查，如LSST，WFIRST和欧几里得。我们使用的MassiveNus模拟得到的中微子质量$M_ν$，现今的总物质密度$Ω_{\rm m}$，和原始的功率谱归一化$A_{\rm s}$在层析设置的总和的约束。我们测量的透镜功率谱作为二阶统计随着峰值计数作为高阶统计从模拟产生的透镜收敛图。我们调查宇宙学参数的多尺度滤波方法的影响，采用星（小波）滤波器和级联的高斯滤波器。在这两种情况下，峰值计数在参数集[ $M_ν$，$Ω_{\rm m}$，$A_{\rm s}$ ]上的性能分别优于63 $\%$，40 $\%$和72 $\%$（当使用星形滤波器时）和70 $\%$，40 $\%$和77 $\%$（当使用多尺度高斯时）。更重要的是，我们表明，当使用多尺度的方法，加入功率谱和峰值不添加任何相关的信息，只考虑单独的峰值。虽然这两种多尺度滤波器的行为相似，但我们发现，使用星型滤波器，数据协方差矩阵中的大部分信息都编码在对角元素中;这在反转矩阵时是一个优势，可以加快数值实现。
2021-01-05 astro-ph.CO
Joint 21-cm and CMB Forecasts for Constraining Self-Interacting Massive Neutrinos
该研究首次利用宇宙黎明与黑暗时代的21厘米信号约束自相互作用大质量中微子，发现HERA可改进耦合强度约束，联合CMB-S4可打破参数简并，未来月球干涉仪有望实现百分比量级的耦合精度测量。
2025-09-02 astro-ph.CO
Constraining the time evolution of dark energy, curvature and neutrino properties with cosmic chronometers
我们使用最新汇编的观测H（z）测量获得的宇宙计时器在红移范围$0<z<2$放置宇宙学参数的约束。我们单独考虑样本，并结合其他最先进的宇宙学探测器：来自最新普朗克2015年发布的CMB数据，哈勃常数$H_{0}$的最新估计，最近BAO数据的汇编，以及最新的SNe样本。由于宇宙计时器是独立于假设的宇宙学模型，我们能够提供约束的参数，管理宇宙的膨胀历史的方式，可用于测试宇宙学模型。我们表明，从BOSS调查宇宙计时器获得的H（z）的测量提供了足够的约束力与CMB数据相结合，以约束暗能量的时间演化，产生的约束与SNe和/或BAO获得的竞争。仅从宇宙晚期探测器，我们发现$w_0=-0.9\pm0.18$和$w_a=-0.5\pm1.7$，当结合CMB数据时，我们得到$w_0=-0.98\pm0.11$和$w_a=-0.30\pm0.4$。这些新的限制意味着几乎所有的精髓模型都不受欢迎，只有幻影模型或纯宇宙学常数被允许。对于曲率，我们找到$Ω_k=0.003\pm0.003$，包括CMB数据。宇宙计时器的数据也是重要的，以限制中微子的性质，打破或减少简并与其他参数。我们发现，$N_{eff}=3.17\pm0.15$，从而排除了一个额外的（无菌）中微子在超过$5σ$的可能性，并把竞争限制中微子质量的总和，$Σm_ν< 0.27$ eV在95%的置信水平。最后，我们约束了暗能量的红移演化，发现在整…
2016-04-01 astro-ph.CO
Neutrino masses and cosmological parameters from a Euclid-like survey: Markov Chain Monte Carlo forecasts including theoretical errors
我们提出的预测的准确性确定的最小宇宙模型的参数和总中微子质量的基础上结合模拟数据为未来的欧几里德星系调查和普朗克。我们考虑两个不同的星系调查：光谱红移调查和宇宙剪切调查。我们利用蒙特卡罗马尔可夫链（MCMC）技术，并假设两套理论误差。第一个错误是为了解释中微子对非线性星系功率谱的影响的建模中的不确定性，我们假设这个错误在傅立叶空间中是完全相关的。第二个错误是为了参数化的整体剩余的不确定性，在小尺度的非线性星系功率谱建模，并保守地假设是不相关的，并增加了一个给定的规模的比例的非线性。因此，它随波数而增加，随红移而减少。有了这两个假设的误差，并进一步保守地假设，不相关的误差上升到2%以上，在k = 0.4 h/Mpc和z = 0.5，我们发现，未来的欧几里德宇宙剪切/星系的调查达到1 σ误差Mnu接近32 meV/25 meV，足以检测总中微子质量具有良好的意义。如果剩余的不相关误差确实像我们在这里假设的那样在非线性区域中向更小的尺度迅速上升，那么非线性尺度上的数据并没有增加对中微子总质量的灵敏度。假设在相同的尺度依赖性下，理论误差小10倍，当在分析星系巡天数据时，包括0.1 h/Mpc < k < 0.6 h/Mpc的轻度非线性尺度时，中微子总质量的误差从σ（Mnu）= 18 meV适度降低到14 meV。
2012-10-08 astro-ph.CO
Constraining Very Heavy Dark Matter Using Diffuse Backgrounds of Neutrinos and Cascaded Gamma Rays
我们认为，从最近的费米伽马射线和冰立方中微子观测各向同性背景辐射的超重暗物质（VHDM）的多信使约束。扩散伽马射线背景（DGB）的费米数据显示，在非常高的能量（VHE），我们称之为“VHE过剩”相对于预期的衰减幂律外推从较低的能量可能无法解释的功能。我们表明，VHDM可以解释这种过剩，中微子观测将是一个重要的工具来测试这种情况。更保守地说，我们推导出了质量为10^3-10^10 GeV的VHDM性质的新约束。这些通用的边界遵循我们在其他地方开发的伽马射线和中微子的宇宙能量预算约束，基于对宇宙电磁级联和中微子探测率的详细计算。我们表明，结合伽马射线和中微子的数据是必不可少的VHDM属性的约束既强大又强大。在较低的质量范围内，我们对VHDM湮灭和衰变的约束与其他结果相当;然而，我们的约束继续到更高的质量，在那里它们变得相对更强。
2012-10-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining the cosmic radiation density due to lepton number with Big Bang Nucleosynthesis
宇宙能量密度在大爆炸核合成（BBN）之前和期间以辐射形式存在，通常用中微子的有效数量N_eff来参数化。在没有额外自由度的情况下，这个量取决于表征三种活性中微子分布的化学势和温度，以及它们可能的非热特征。在目前的分析中，我们确定的上限，BBN的地方N_eff从原始中微子-反中微子不对称性，与一个仔细的治疗的中微子振荡的动力学。我们考虑了中微子扇区中轻子总数eta_nu= eta_{nu_e} + eta_{nu_mu} + eta_{nu_tau}和初始电子中微子的不对称性eta_{nu_e} ^^中相当宽的范围，求解了相应的动力学方程，这些方程决定了由于碰撞、对过程和味振荡引起的中微子（反中微子）在相空间中的分布动力学.利用中微子分布随时间的演化，以及最新的原初~ 2 H/H密度比和~ 4 He质量分数的测定，得到了中微子扇区轻子总数和BBN起始时nu_e -bar{nu}_e不对称性的新的界.注意，取WMAP测量的重子分数，2 H/H丰度在限制eta_nu - eta_{nu_e} ^在平面上的允许区域中起着相关的作用。这些界限确定了具有原始不对称性的中微子对N_eff的最大贡献作为混合参数θ_13的函数，并指出上限N_eff < 3.4。将这些结果与普朗克卫星即将进行的N_eff测量结果进行比较，可能会提供关于宇宙辐射含量性质的见解。
2011-03-21 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Sterile Neutrino Dark Matter in the Milky Way Halo with Swift-XRT
我们提出了一个搜索无菌中微子暗物质衰变信号在银河系的暗物质晕考虑的整体Swift-XRT数据档案。在过滤原始存档后，我们分析了包含全视场的$\sim$ 77 Ms数据集，以及使用Swift-XRT点源目录切除点源的$\sim$ 41 Ms数据集。我们报告在这两个数据集，包括在3.5千电子伏和周围的3- 6千电子伏的连续发射线的非检测。点源切除的数据集被发现有更高的灵敏度，微弱的暗物质衰变信号，由于其自由从点源污染，从而用于设置约束。整个数据集的连续体的非检测被用来约束无菌中微子暗物质参数空间，稍微加强现有的X射线约束。在$\sim$ 3.5千电子伏的数据子集中，从银河系中心的角距离分组的非检测被用来约束3.5千电子伏线的银河系强度分布，提供最强的约束跨越$\sim$ 1/4的星系。
2022-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining high-energy neutrinos from choked-jet supernovae with IceCube high-energy starting events
不同类型的核塌缩超新星（SNe）被认为是高能宇宙中微子的候选源。剥离信封SNe，包括高能事件，如超新星和超发光SNe，是特别感兴趣的。它们可能含有相对论喷流，能够解释伽马射线暴、低光度伽玛暴、超长伽玛暴和宽线Ib/c型超新星的多样性。使用六年的冰立方数据的高能量启动事件（HESE），我们进行了一个unbinned极大似然分析，以寻找空间和时间的巧合与222个样本的SNe Ib/c。我们发现，目前的数据是一致的背景唯一的假设，我们把新的上限约束的各向同性等效能量的宇宙射线，${\mathcal E}_{\rm cr}\lesssim{10}^{52}~{\rm erg}$，在限制所有SNe都伴随着轴上喷流。我们的研究结果表明，不仅上行μ介子中微子，而且HESE数据使我们能够约束这些SNe的潜在贡献，在冰立方中观察到的扩散中微子通量。我们还讨论了下一代中微子探测器，如IceCube-Gen 2的影响。
2018-12-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Big Bang lithium production with recent solar neutrino data
3 He（α，γ）7 Be反应不仅影响大爆炸核合成过程中7 Li的产生，而且影响来自太阳的7 Be和8B中微子的通量。在这里，这一双重作用被用来通过后者来限制前者。最近在~ 3 He（α，γ）~ 7 Be上的一些实验提供了E = 0.5-1.0 MeV质心能量下的精确截面数据。然而，在大爆炸能量0.1-0.5 MeV及以下的精确数据稀缺。假设中微子味振荡框架是正确的，这个问题可以得到缓解，基于精确校准的7 Be和8B中微子通量从太阳现在可用。这些通量和标准太阳模型在这里被用来确定3 He（alpha，gamma）7 Be天体物理S因子在太阳伽莫夫峰，S（23+6-5 keV）= 0.548+/-0.054 keVb。这个新的数据点，然后包括在大爆炸能量的3 He（α，γ）7 Be S-因子的重新评估中，遵循最近在太阳聚变研究的背景下为该反应开发的方法。重新计算的S因子曲线用于重新确定大爆炸能量下的3 He（α，γ）7 Be热核反应反应速率。预测的原始锂丰度为7 Li/H = 5.0e-10，远高于Spite平台。
2015-06-12 astro-ph.CO astro-ph.SR
Light burden of memory: Constraining primordial black holes with high-energy neutrinos
本研究利用 IceCube 高能中微子数据约束轻质量原初黑洞与“记忆负担”效应的联合参数空间，并评估 IceCube-Gen2、GRAND 的未来探测能力。
2025-03-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining dynamical dark energy with a divergence-free parametrization in the presence of spatial curvature and massive neutrinos
本文利用7年WMAP温度和偏振数据、SDSS DR 7的LRGs功率谱、Union 2样品的Ia超新星数据和HST的$H_0$新观测数据，采用MCMC全局拟合方法，在存在空间曲率和大质量中微子的情况下，用无发散参数化$w(z) = w_{0} + w_{a}(\frac{\ln(2+z)}{1+z}-\ln2)$约束动力学暗能量.我们的重点是在这样一个动态的暗能量的情况下，空间曲率，$Ω_k$，和中微子的总质量，$\sum m_ν$，以及这些因素对暗能量参数，$w_0$和$w_a$的约束的影响。我们表明，$Ω_k$和$\sum m_ν$可以很好地约束在这个模型中，95%的CL限制是：$-0.0153<Ω_k<0.0167$和$\sum m_ν<0.56$ eV。与平坦宇宙的情况相比，$w_0$的误差放大了25.51%，$w_a$的误差放大了0.14%;与中微子质量为零的情况相比，$w_0$的误差放大了12.24%，$w_a$的误差放大了1.63%.
2012-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impacts of dark energy on constraining neutrino mass after Planck 2018
考虑三个活跃中微子的质量分裂，利用最新的宇宙学观测结果，研究了暗能量的性质对中微子总质量$\sum m_ν$的宇宙学约束的影响.本文讨论了几种典型的暗能量模型，包括$Λ$ CDM、$w$ CDM、CPL和HDE模型。在分析中，我们还考虑了中微子质量等级的影响，即，退化层次（DH）、正常层次（NH）和倒置层次（IH）。我们利用当前的宇宙学观测数据进行分析，包括普朗克2018温度和偏振功率谱、重子声振荡（BAO）、Ia型超新星（SNe）和哈勃常数$H_0$测量。在$Λ$ CDM+ $\sum m_ν$模型中，我们得到了在$95\%$ C. L.处中微子质量$\sum m_ν< 0.123$ eV（DH），$\sum m_ν< 0.156$ eV（NH）和$\sum m_ν< 0.185$ eV（IH）的上限，使用普朗克+BAO+SNe数据组合。对于$w$ CDM+ $\sum m_ν$模型和CPL+ $\sum m_ν$模型，与$Λ$ CDM+ $\sum m_ν$模型相比，获得了更大的$\sum m_ν$上限。在HDE+ $\sum m_ν$模型中导出了对中微子质量最严格的约束$\sum m_ν<0.080$ eV（DH）。此外，我们发现，包括本地测量的哈勃常数的数据组合导致更严格的约束，在所有这些暗能量模型的总中微子质量。
2020-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining Chaplygin models using diffuse supernova neutrino background
在这项工作中，我们研究的可能性，使用弥漫超新星中微子背景（DSNB）来测试宇宙的Chaubergin气体（CG）模型。利用典型的超新星速率$R_{\mathrm{SN}}(z)$和超新星中微子谱$\mathrm{d} N(E_ν)/\mathrm{d} E_ν$，研究了广义CG（GCG）、修正CG（MCG）和扩展CG（ECG）模型下的DSNB通量谱$n(E_ν)$.结果表明，通量谱一般呈费米-狄拉克分布，峰值集中在3.80-3.97 MeV。光谱形状和峰位置主要由$R_{\mathrm{SN}}(z)$和$\mathrm{d} N(E_ν)/\mathrm{d} E_ν$确定，仅受CG模型的轻微影响。然而，对于不同的模型，CG模型的每个类别中的谱的高度可以显著地变化，GCG、MCG和ECG类别的方差分别为13.2%、23.6%和14.9%。各类别的平均总流量也不同，ECG模型平均比GCG和MCG模型高10.0%和12.7%。这表明DSNB通量谱高度和总通量可以用来约束CG模型参数，如果测量精度低于10%，则可以用来排除某些模型。
2019-11-20 astro-ph.CO gr-qc
Constraining axionlike particles with invisible neutrino decay using the IceCube observations of NGC 1068
本研究提出利用中微子衰变产生的类轴子粒子在银河系磁场中转伽马射线的新机制，结合IceCube与Fermi-LAT对NGC 1068的观测，给出了类轴子粒子参数的95%置信水平上限，结果与伽马射线观测约束相当，并估算了其对GeV弥散伽马流量的贡献。
2024-03-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining High-Energy Cosmic Neutrino Sources: Implications and Prospects
考虑了在目前的IceCube数据中没有探测到能产生$\gtrsim50$ TeV μ子多重态的稳定高能中微子源对河外中微子源的局部（$z=0$）密度（$n_0$）的限制，并考虑了这些源的红移演化、光度函数和中微子谱。我们表明，下限适度依赖于源光谱和强烈的红移演化。我们发现$n_0\gtrsim{10}^{-8}-{10}^{-7}~{\rm Mpc}^{-3}$标准蜡烛源迅速发展，$n_s\propto{(1+z)}^3$，和$n_0\gtrsim{10}^{-6}-{10}^{-5}~{\rm Mpc}^{-3}$ nonevolving源。它们的中微子光度上限分别是$L_{ν_μ}^{\rm eff}\lesssim10^{42}-10^{43}~{\rm erg}~{\rm s}^{-1}$和$L_{ν_μ}^{\rm eff}\lesssim10^{41}-10^{42}~{\rm erg}~{\rm s}^{-1}$。将这些结果应用到广泛的潜在源类别中，我们表明与活动星系核相关的强大耀变体喷流不太可能是主导源。对于几乎所有其他稳定的候选源类别（包括星爆、射电星系、星系团和星系群），探测器灵敏度在$\sim0.1-1$ PeV上增加一个数量级，就可以探测到（作为点源）少数最亮的天体。这种增加可以由下一代探测器如IceCube-Gen 2和升级的KM 3 NET提供，可以将对…
2016-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining self-interacting ultrahigh-energy muon neutrinos by cosmic microwave background spectral distortion
Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences (HIAS-UCAS)（杭州高等研究院，中国科学院大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific (ICTP-AP)（亚太理论物理中心）；National Institute of Technology, Meghalaya（梅加拉亚邦国立技术学院）；Central China Normal University（华中师范大学）；Department of Physics and Astrophysics, University of Delhi（德里大学物理与天体物理学系）
研究通过标量玻色子介导的自相互作用中微子与宇宙中微子背景的辐射散射注入能量，导致CMB谱畸变，利用COBE/FIRAS和PIXIE实验数据给出缪子中微子自相互作用耦合强度的严格上限。
2026-06-19 astro-ph.CO hep-ph
Constraining light gravitino mass with 21 cm line observation
利用SKA和Omniscope等21厘米谱线观测资料，研究了如何更好地约束轻引力子m_3/2的质量。质量为m_3/2 < O（10）eV的轻引力子模型是一个非常有趣的模型，因为它不受宇宙学引力子问题的影响，并且与许多重子生成和轻子生成的假设相一致。本文从21厘米谱线的观测结果出发，估计了轻引力子质量的约束条件，并指出这些观测结果对证明轻引力子质量是十分有用的。当引力子质量为m_3/2 = 1 eV时，用Planck + Simons Array + DESI（BAO）+ H_0计算，得到的1 σ误差分别为σ（m_3/2）= 0.25eV（SKA相1），0.16eV（SKA相2）和0.067eV（Omniscope）。此外，我们还讨论了轻引力子N_3/2的有效中微子种类数的变化对中微子种类数的可探测性，以及在有大质量中微子存在的情况下对轻引力子质量的限制。我们证明了21厘米谱线观测可以探测到N_3/2的非零值，并使我们能够区分轻引力子和重中微子的效应。
2016-05-30 astro-ph.CO hep-ph
Constraining neutrino mass in dynamical dark energy cosmologies with the logarithm parametrization and the oscillating parametrization
本文利用主流观测数据全局拟合了对数与振荡参数化的动力学暗能量模型，发现其拟合效果与CPL模型相当，且动力学暗能量会显著改变中微子质量的限制，使其约束比CPL模型更宽松。
2023-11-27 astro-ph.CO gr-qc
Constraining primordial black holes as dark matter at JUNO
作为暗物质的候选者，质量范围为（$10^{15} \sim 10^{16}$）$\mathrm{g}$的原初黑洞（PBH）可以通过它们的霍金辐射来探测，包括三种口味的中微子和反中微子。利用江门地下中微子观测站的大型液体闪烁探测器测量中微子信号，研究了将PBH约束为暗物质的可能性。在六个可用的检测通道，逆β衰变$\overlineν^{}_e + p \to e^+ + n$被证明是最敏感的PBH的分数$f^{}_{\rm PBH}$贡献的暗物质丰度。给定PBH质量$M^{}_{\rm PBH} = 10^{15}~{\rm g}$，我们发现JUNO将能够设置上限$f^{}_{\rm PBH} \lesssim 3\times 10^{-5}$，这比Super-Kamiokande当前的最佳极限$f^{}_{\rm PBH} \lesssim 6\times 10^{-4}$好20倍。对于霍金温度较低的较重PBH，（反）中微子的能量变得较低，导致相对较弱的束缚。
2021-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining light sterile neutrino mass with the BICEP2/Keck Array 2014 B-mode polarization data
我们利用最新的数据组合，从宇宙学的角度探讨了热光不育中微子的情况下，在$Λ\textrm{CDM} + r_{0.05} + N_{\textrm{eff}} + m^{\textrm{eff}}_{\textrm{s}}$模型。这里，$r_{0.05}$是$k_*=0.05h$ Mpc $^{-1}$枢轴尺度下的张量与标量之比，$N_{\textrm{eff}}$是重组过程中相对论性粒子的有效数量，而$m^{\textrm{eff}}_{\textrm{s}}$是不育中微子的有效质量。在宇宙微波背景（CMB）数据集中，我们使用普朗克2015年温度和低$l$（$l <$ 30）偏振数据以及BICEP 2/Keck合作（BK 14）截至2014年的最新B模式偏振数据。我们还使用来自SDSS-III BOSS DR 12，MGS和6dFS的最新BAO数据;以及来自直接测量的哈勃常数（$H_0 = 73.24 \pm 1.74$ km/sec/Mpc）的高斯先验（HST）。我们发现，包括BK 14的数据使得约束的有效质量的无菌中微子（$m^{\textrm{eff}}_{\textrm{s}}$）稍强，更喜欢更高的$σ_8$值。$m^{\textrm{eff}}_{\textrm{s}} <$ 0. 46 eV（95\%C. L.）在Planck 2015、BAO和BK 14数据集的组合…
2019-07-08 astro-ph.CO hep-ph
Constraining neutrino mass and extra relativistic degrees of freedom in dynamical dark energy models using Planck 2015 data in combination with low-redshift cosmological probes: basic extensions to $Λ$CDM cosmology
我们研究了暗能量的性质如何影响中微子质量和超相对论自由度的宇宙学测量。我们将自己限制在最基本的扩展$Λ$冷暗物质（CDM）模型，即$w$ CDM模型与一个额外的参数$w$，和$w_{0}w_{a}$ CDM模型与两个额外的参数，$w_{0}$和$w_{a}$。在宇宙学拟合中，我们采用了2015年普朗克任务的宇宙微波背景温度和偏振数据，结合了重子声振荡，Ia型超新星和哈勃常数（$H_{0}$）等低红移测量。考虑到大质量中微子对大尺度结构的影响，我们进一步包括弱透镜，红移空间畸变，Sunyaev-Zeldovich集团计数和普朗克透镜数据。我们表明，虽然宇宙学常数$Λ$仍然是符合当前的数据，幻影暗能量（$w<-1$）或早期幻影暗能量（即五分之一从$w<-1$发展到$w>-1$）是稍微更有利于当前的观察，这导致了这样一个事实，即在$w$ CDM和$w_0w_a$ CDM模型中，我们得到一个更大的上限$\sum m_ν$。我们还发现，在三个暗能量模型中，对$N_{\rm eff}$的约束是很好的一致，都有利于标准值3.046，这表明暗能量参数几乎没有影响约束$N_{\rm eff}$。因此，我们得出结论，暗能量参数可以对中微子的宇宙学权重产生重要影响，但几乎不能影响暗辐射的约束。
2017-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Measuring neutrino masses with large-scale structure: Euclid forecast with controlled theoretical error
本文用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法预测了类欧几里德星系团巡天中中微子质量和宇宙学参数测量的精度。我们使用一个完整的微扰理论模型来计算星系的单圈功率谱和树能级双谱，其中包括了偏压、红移空间畸变、重子声学振荡的红外修正和紫外抵消项。后者包含了各种影响的短尺度动力学，不能在微扰理论建模。我们的MCMC程序一致地计算非线性功率谱和双谱，因为我们扫描不同的宇宙学。我们的方法的第二个组成部分是理论误差协方差，它捕获了由于我们的模型中省略了高阶非线性校正而导致的不确定性。具有特定的特征的欧几里德光谱调查，我们生成和拟合模拟星系的功率谱和双谱的可能性。我们的研究结果表明，即使在非常不可知的假设下，非线性和短尺度物理学的未来欧几里德的调查将能够测量中微子质量的总和与28 meV的标准偏差。当与普朗克宇宙微波背景可能性相结合时，这种不确定性降低到13 meV。过于乐观地减少双谱的理论误差下降到两个环路的水平，这将限制在11毫电子伏。此外，我们表明，未来的大尺度结构（LSS）光谱数据将大大改善其他宇宙学参数的约束，例如，达到百分之（千分之一）的误差与LSS单独（LSS+普朗克）的哈勃常数。
2019-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Constraining spacetime noncommutativity with primordial nucleosynthesis
讨论了由轻元素大爆炸核合成（BBN）引起的对非对易（NC）规范场理论的尺度$Λ_{\rm NC}$的一个约束。反对称张量$θ^{μν}$描述的NC背景中中微子的传播确实导致了以与生成无关的方式与光子的树能级矢量耦合，从而提高了在核合成时三个光右手（RH）场对宇宙能量密度有可观贡献的可能性。考虑在给定的宇宙学时期，RH中微子与带电等离子体组分的弹性散射过程，我们得到了附加双重中微子有效数$ΔN_ν=1$的保守极限为$Λ_{\rm NC} \stackrel{>}{\sim}$ 3 TeV.对于更严格的要求，$ΔN_ν\lesssim 0.2$，界限大大提高，$Λ_{\rm NC} \stackrel{>}{\sim} 10^3$ TeV。对于我们的界限的$θ$ -扩展的NC行动始终是有意义的，因为RH物种的去耦温度是持之以恒地远低于推断的范围的非对易性。
2009-04-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining Majorana CP Phase in Precision Era of Cosmology and Double Beta Decay Experiment
我们指出，（1）通过宇宙学观测精确测量中微子质量之和，（2）在吨级实验中精确测量无中微子双β衰变寿命，并补充使用（3）在单β衰变实验中测量的有效质量，将使我们能够获得中微子Majorana相的信息。为了量化对相位的敏感性，我们使用CP排除分数，CP相位参数空间的一部分，可以排除一组给定的假设输入参数，CP破坏的全球措施。我们说明了不同的假设下，从温和的乐观的，对核矩阵元素的实验误差和理论不确定性的敏感性。假设后者可以约为1.5倍，我们发现，即使在最小中微子质量为0.1eV的实验误差下，两个Majorana相中的一个（记为α_（21））可以通过排除2sigma CL处的相空间的约10-40%来约束。讨论了对α_（21）的灵敏度的特性，如对α_（21）真值的依赖性。
2015-03-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Fundamental physics with the Hubble Frontier Fields: constraining Dark Matter models with the abundance of extremely faint and distant galaxies
我们发现，在$z\approx 6$在哈勃前沿场（HFF）的超微弱透镜星系的测量丰度提供了严格的约束参数空间的i）暗物质模型的基础上keV的不育中微子; ii）“模糊”波状暗物质模型，基于超轻粒子的玻色-爱因斯坦凝聚体。对于不育中微子，我们考虑了两种产生机制：通过与活跃中微子混合产生的共振产生和标量粒子的衰变。对于前一个模型，我们推导出组合的无菌中微子质量$m_ν$和混合参数$\sin^2(2θ)$，提供了严格的下限混合角（因此轻子不对称性）的方法独立于重子物理。对于后者，我们计算的标量质量，其耦合到希格斯场，和汤川耦合的标量不育中微子的允许组合。我们比较我们的结果，独立的，现有的天体物理界在相同的质量范围内的不育中微子。对于“模糊”的情况下，暗物质，我们发现，所观察到的数密度$\approx 1/{\rm Mpc}^3$的高红移星系在HFF设置一个下限$m_ψ\geq 8\cdot 10^{-22}$电子伏特（在3- $σ$置信水平）的粒子质量，结果强烈反对波状玻色子暗物质作为一个可行的模型结构形成。我们讨论的影响，我们的结果的不确定性，由于系统学在选择高度放大，微弱的星系在高红移。
2017-01-11 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
