Sterile neutrino decay as a common origin for LSND/MiniBooNe and T2K excess events
我们指出，最近由T2K合作组观测到的类电子中微子事件的过剩可能与LSND和MiniBooNE实验所报道的类似过剩事件有共同的起源，并被解释为μ中微子中性流（NC）相互作用中产生的质量约为50 MeV的无菌中微子ν_h的辐射衰变信号.本文假设τ中微子NC反应也能产生ν_h。
2012-02-28 hep-ex hep-ph
Sterile neutrinos in the light of IceCube
利用IceCube-59数据，我们确定了单个eV尺度轻中微子参数的约束条件。特别强调的问题是，这样的分析是否可以排除不育中微子的暗示。虽然提供了重要的补充信息，但对各种不育中微子混合角的不同依赖性使得目前不可能完全排除短基线外观结果或一般的不育中微子。
2016-01-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Restricting the LSND and MiniBooNE sterile neutrinos with the IceCube atmospheric neutrino data
本文研究了高能大气中微子在地球中振荡成eV尺度质量的无菌中微子。MSW共振和$\barν_μ\to\barν_s$振荡的参量增强导致了μ子径迹事件天顶角分布的畸变，而IceCube可以观测到μ子径迹事件。由于物质效应，IceCube信号不仅取决于与LSND和MiniBooNE相关的混合元件$U_{μ4}$，而且还取决于$U_{τ4}$和CP破坏相位$δ_{24}$。我们表明，与$U_{τ4} = δ_{24} = 0$的情况下，导致最弱的IceCube信号，因此应用于绑定$U_{μ4}$。我们计算的天顶角分布的$ν_μ-$事件为不同的能量间隔的范围内（0.1 - 10）TeV，并发现，包括的能量信息（分仓的能量）大大提高了灵敏度$ν_s$。我们估计，与已经收集（在3 - 4年）冰立方统计的约束$|U_{μ4}|^2 < 0.01$（$99\%$ C.L.）并且可以在$(4 - 6) σ$置信水平下排除LSND和MiniBooNE所需的混合。
2013-12-05 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on electromagnetic properties of sterile neutrinos from MiniBooNE results
在一类模型与小的混合角之间的无菌和活跃的中微子，我们把有效的μ子到无菌中微子磁和电偶极子的过渡时刻的组合MiniBooNE结果的无菌中微子质量范围的$10\;\mathrm{MeV}<m_s<500\; \mathrm{MeV}$的限制。我们的结果是有效的模型CP破坏相互作用和狄拉克和马约拉纳不育中微子。此外，我们表明，这样的偶极子电磁相互作用不能在MiniBooNE实验中的异常事件的主要来源，因为他们未能再现异常事件分布作为极角的函数。然而，很好的协议与异常事件分布的重建能量可以实现某些值的磁矩和电矩。
2013-08-20 hep-ph
Viability of $Δm^2\sim$ 1 eV$^2$ sterile neutrino mixing models in light of MiniBooNE electron neutrino and antineutrino data from the Booster and NuMI beamlines
本文根据最近发表的MiniBooNE实验结果，研究了无菌中微子振荡模型。新的MiniBooNE数据包括更新的中微子结果，包括低能区，和第一个反中微子结果，以及MiniBooNE探测器中观察到的离轴NuMI束的第一个结果。这些新的全局拟合还包括来自LSND、KARMEN、NOMAD、Bugey、CHOOZ、CCFR 84和CDHS的数据。大气振荡数据的限制已经被施加。
2010-05-05 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
Icecube/DeepCore tests for novel explanations of the MiniBooNE anomaly
虽然在MiniBooNE观测到的低能过剩仍然没有受到挑战，但越来越难以将其与其他无菌中微子搜索和宇宙学的结果相协调。最近，已经表明，在隐藏扇区中具有新粒子的非极小模型可以提供对数据的更好拟合。它们的主要成分需要一个GeV量级的$Z'$，与光子动力学混合，以及一个不稳定的重中微子，质量在150 MeV范围内，与轻中微子混合。在这封信中，我们指出，大气中微子实验（特别是IceCube/DeepCore）可以通过寻找过量的低能量“双爆”事件来探测这种模型的参数空间的很大一部分，正如我们以前的工作（arXiv：1707.08573）所提出的那样。这样的搜索将探测解释异常所需的完全相同的产生和衰变机制。
2019-09-12 hep-ex hep-ph
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
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
U(1)' mediated decays of heavy sterile neutrinos in MiniBooNE
MiniBooNE低能过剩是一个长期存在的问题，最近通过使用新收集的数据进行重新分析得到了进一步的证实，目前异常处于$4.8σ$水平。在这封信中，我们提出了一个新的解释，主张一个低能量部门包含$Z^\prime$玻色子与GeV级的质量和无菌中微子与质量约$100$ - $500$兆电子伏。我们发现，这种情况下可以提供一个很好的光谱协议与MiniBooNE低能量过剩的形式$Z^\prime$介导的中性电流生产的重无菌状态，其随后的衰变到$e^+e^-$对的一小部分被误认为是单电子类电磁阵雨。我们的模型在广泛的一类模型中，无菌中微子在新的相互作用下被充电，允许新的耦合到隐藏的部门物理。除了类电子MiniBooNE签名，该模型还预测了LArTPC探测器（如MicroBooNE）中的一种新的低背景信号，该信号由两个可区分的类电子电磁簇射组成，来自一个没有相关强子活动的单个顶点。
2018-08-08 hep-ph
Constraining Sterile Neutrino Interpretations of the LSND and MiniBooNE Anomalies with Coherent Neutrino Scattering Experiments
LSND和MiniBooNE实验的结果被解释为质量接近电子伏特尺度的无菌中微子的证据。在这里，我们建议测试这样的情况下，通过测量的相干弹性散射率的中微子从一个脉冲的spiritual源。相干散射在所有活跃的中微子中都是普遍存在的，因此可以提供总的标准模型中微子通量的测量。通过在不同的基线上进行测量并利用定时信息，可以显著降低系统的不确定性，并独立地测量起源于$ν_μ$或$ν_e$或$\barν_μ$的中微子通量。我们发现，一个100公斤的CsI探测器将是敏感的大部分的无菌中微子参数空间，可能占LSND和MiniBooNE异常。
2019-01-23 hep-ph
Explaining the MiniBooNE excess by a decaying sterile neutrino with mass in the 250 MeV range
MiniBooNE合作报告了过量的$460.5\pm 95.8$电子样事件（$4.8σ$）。我们提出了一个解释，这些事件的不育中微子衰变成光子和轻中微子。无菌中微子的质量约为250 MeV，它是通过与范围为$10^{-11} \lesssim |U_{\ell 4}|^2 \lesssim 10^{-7}$（$\ell = e,μ$）的μ子或电子混合，由质子束靶中的K介子衰变产生的。该模型可以通过考虑MiniBooNE中事件的时间分布来测试，并通过在运行或即将进行的中微子实验中寻找单光子事件，特别是通过费米实验室短基线中微子计划中的液氩探测器套件。
2019-10-01 hep-ph
Sterile neutrino oscillations after first MiniBooNE results
鉴于MiniBooNE实验的最新结果，我们通过在三个标准模型中微子中加入一个或两个eV尺度质量的无菌中微子，重新审视了短基线中微子数据的全球中微子振荡拟合，并首次考虑了三个无菌中微子的全球拟合。在最近的MiniBooNE结果之前，（3+1）型的四个中微子振荡只被允许在边缘，并且在新的数据（在$4σ$的水平上）变得更加不受欢迎。在所谓的（3+2）五中微子质量方案的框架中，我们发现在超过$3σ$的水平上出现和消失实验之间存在严重的张力，因此在（3+2）方案中不可能满意地拟合全局数据。当加入第三个无菌中微子时，这种张力仍然存在，并且在（3+3）方案中，整体拟合的质量没有显着改善。然而，应该注意的是，在含有多个无菌中微子的模型中，MiniBooNE的结果与LSND的出现证据完全一致，这要归功于在这种振荡方案中存在CP破坏的可能性。此外，如果不考虑消失的数据，（3+2）振荡提供了一个很好的适合完整的MiniBooNE频谱，包括事件在低能量过剩。
2007-10-02 hep-ph
Sterile neutrinos after the first MiniBooNE results
鉴于MiniBooNE实验的最新结果，我们通过在三个标准模型中微子中加入一个、两个或三个eV尺度质量的无菌中微子，重新审视了与短基线中微子数据拟合的全球中微子振荡。我们发现，（3+1）型的四个中微子振荡，在最近的MiniBooNE结果之前，只被允许在边缘，变得更加不利的新数据。在所谓的（3+2）五中微子质量方案的框架下，MiniBooNE的结果可以很好地与LSND的外观证据相一致，这要归功于这种振荡方案中存在的CP破坏的可能性;然而，出现和消失实验之间的紧张关系代表了（3+2）方案中的一个严重问题，因此这些模型最终是不可行的。当加入第三个无菌中微子时，这种张力仍然存在，并且我们没有发现（3+3）方案的整体拟合有显著改善。
2007-12-04 hep-ph
Tension between MiniBooNE and MicroBooNE within a 3+1 Sterile Neutrino Framework using Simulation-Based Inference
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
本研究通过基于模拟推断的联合拟合，评估MiniBooNE与MicroBooNE数据在3+1惰性中微子模型下的张力，发现MicroBooNE降低了MiniBooNE的偏好显著性，且两实验间存在≥2.5σ的张力。
2026-09-24 hep-ex hep-ph
Impact of nonstandard interactions on sterile neutrino searches at IceCube
我们分析了最近2年IceCube数据集的能量和天顶角分布的上行大气中微子，以限制在eV尺度的3+1方案中的不育中微子。我们发现，LSND和MiniBooNE数据的组合所青睐的参数被排除在99%C. L.以上。我们探讨了非标准物质相互作用对这种排斥的影响，并发现这种排斥适用于非标准相互作用（NSI），这些相互作用在对撞机和中微子散射实验所设定的严格的模型相关界限内。然而，对于大的NSI参数仅受中微子振荡实验的模型无关的边界，LSND和MiniBooNE数据与IceCube是一致的。
2016-06-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Searches for sterile neutrinos with IceCube DeepCore
我们表明，在10- 100 GeV的能量范围内的大气中微子的冰立方中微子天文台的DeepCore子阵列的研究可以大大限制质量$\sim 1$ eV的无菌中微子与活性中微子的混合。在一个无菌中微子的方案中，我们计算了DeepCore中不同能量区间的$ν_μ-$和$\barν_μ-$振荡几率以及$ν_μ^{CC}$事件的天顶角分布。分布依赖于活跃中微子的质量等级。因此，原则上，如果存在$ν_s$，则可以识别层次结构。暴露几年后，DeepCore数据将允许排除LSND/MiniBooNE结果显示的混合$|U_{μ4}|^2 \geq 0.02$。DeepCore和高能IceCube数据的结合将进一步提高对$ν_s$混合参数的敏感性。
2012-04-16 astro-ph.HE 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
Leptonic CP violation studies at MiniBooNE in the (3+2) sterile neutrino oscillation hypothesis
我们研究了在MiniBooNE上，（3+2）无菌中微子模型中轻子CP破坏导致$\barν_μ\to\barν_e$和$ν_μ\toν_e$振荡几率不同的程度.我们正在使用的短基线（SBL）振荡结果，包括LSND和空SBL结果，我们施加额外的约束，从大气振荡数据的综合分析。我们得到了（3+2）CP守恒和（3+2）CP破坏模型在MiniBooNE振荡概率空间中的有利区域.我们进一步研究了允许的CP违反相位值和MiniBooNE达到这样的CP破坏测量。分析表明，MiniBooNE中微子和反中微子运行模式的振荡概率可能有很大的不同，后者可能比前者大三倍。此外，我们还表明，在（3+2）模型中，在短基线处可测量的单个CP违反相位的所有可能值都允许在现有数据的99%CL内。
2009-11-12 hep-ph
Oscillations of sterile neutrinos from dark matter decay eliminates the IceCube-Fermi tension
冰立方观测到了宇宙中微子的通量，在能量范围$10 \lesssim E/{\rm TeV} \lesssim 100$中有一个“凸起”，它与费米卫星的伽马射线数据产生了$3σ$张力。这被解释为隐藏着宇宙射线加速器的证据。我们对这个难题提出了另一种解释，即冷的暗物质衰变为无菌中微子，在振荡后产生宇宙中微子谱中的隆起。
2021-05-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Is there evidence for sterile neutrinos in IceCube data?
来自LSND和MiniBooNE实验的数据，以及对核反应堆反中微子通量的修正预期，都表明存在eV质量的无菌中微子。3+2和1+3+1方案包含了除低能MiniBooNE异常外的所有相关短基线中微子数据。我们分析了在IceCube-40数据集中向上的大气中微子事件的角分布，以寻找这些场景中无菌中微子的证据。根据如何处理系统的不确定性，我们找到强有力的证据，或弱证据反对不育中微子。我们表明，未来的IceCube数据将明确解决这个问题。
2011-09-30 astro-ph.HE 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
The LSND and MiniBooNE Oscillation Searches at High $Δm^2$
本文综述了LSND和MiniBooNE实验的结果。每个实验的主要目标是在质量区域中以$Δm^2 \sim 1$ eV $^2$灵敏地搜索中微子振荡。这两个实验是互补的，因此结果的比较可以带来关于无中微子模型的额外信息。两个实验都获得了$\bar ν_μ\rightarrow \bar ν_e$振荡的证据，MiniBooNE也观察到了$ν_μ\rightarrow ν_e$过量。在本文中，我们回顾了这些实验的设计，分析和结果。然后，我们考虑在全球范围内的无菌中微子振荡模型的结果。最终的数据集需要一个比LSND接近尾声和MiniBooNE开始时想象的简单的单一无菌中微子模型更扩展的模型。我们发现，有两个不育中微子模型的数据集之间存在明显的不兼容性。然而，这些不兼容性可以用系统误差内的变化来解释。总的来说，有两个（或三个）不育中微子的模型似乎成功地拟合了全球数据，它们为未来的实验做出了有趣的预测。
2013-06-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark sector origin of the KOTO and MiniBooNE anomalies
我们提出了一个暗扇区模型，再现KOTO，MiniBooNE和μ子异常磁矩异常。暗区是由一个轻标量单线态$S$组成，它与一个稍重的惰性中微子有很大的耦合，惰性中微子与活性中微子混合。标量通过汤川耦合与标准模型费米子耦合，通过高维耦合与光子耦合。KOTO信号是企鹅变味过程$K_L \to π^0 S$的结果，随后是$S$衰变为中微子。在MiniBooNE的中微子-核散射中产生的无菌中微子衰变为活性中微子和$S$，后者以电磁方式衰变并在低能量下产生事件过剩。
2020-06-22 hep-ex hep-ph
Exploring a Non-Minimal Sterile Neutrino Model Involving Decay at IceCube and Beyond
我们在eV尺度的无菌中微子背景下研究了中微子衰变和中微子振荡的现象。我们回顾了可见中微子衰变的形式主义，其中的衰变产物之一是中微子，潜在的可以观察到。我们适用于衰变的形式主义最近的无菌中微子搜索冰立方TeV中微子。我们发现，对于$ν_4$寿命$τ_4/m_4 \lesssim 10^{-16} {\rm eV^{-1}s}$，高能量IceCube分析的解释可以显着改变。
2017-11-28 hep-ex hep-ph
Shadow dark matter, sterile neutrinos and neutrino events at IceCube
IceCube合作观测到的高能中微子的过剩可能来源于暗镜区重阴影重子的重子数违反衰变产生阴影中微子。然后，这些无菌中微子振荡成普通中微子，并将其光谱的特定特征转移给它们。特别地，这种情况可以解释2 PeV以上的频谱的末端以及400 TeV和1 PeV之间的能隙的存在。
2015-06-30 astro-ph.HE hep-ph
A new analysis of the MiniBooNE low-energy excess
我们提出了一个新的分析的MiniBooNE实验的数据的结果，考虑到额外的背景的光子从$Δ^{+/0}$衰变中提出的arXiv：1909.08571和额外的贡献，由于相干光子发射，非相干生产更高的质量共振，和非相干非共振核子生产。结果表明，新的背景可以解释部分MiniBooNE低能过剩，MiniBooNE指示有利于短基线中微子振荡的统计意义从$5.1σ$减小到$3.6σ$ .我们还考虑了在3+1活跃-无菌中微子混合框架中短基线中微子振荡的影响。我们表明，新的分析的MiniBooNE数据表明较小的活性-无菌中微子混合，并可能导致我们走向解决方案的出现-消失的紧张局势在全球适合的短基线中微子振荡数据。
2020-12-19 hep-ex hep-ph
The MiniBooNE anomaly, the decay Ds -> mu+nu and heavy sterile neutrino
最近有人提出，MiniBooNE实验观测到的低能类电子事件的异常过剩，可以用质量约为500 MeV的重无菌中微子nu_h的辐射衰变来解释，其μ子混合强度在|U_{μh}| ^2 \simeq（1-4）\times 10^{-3}。如果存在这样的nu_h，则其在衰变Ds -> mu+nu中的混合物将导致具有分支分数\simeq（1.2-5.5）\times 10^{-4}的衰变Ds -> mu+nu_h，该分支分数在实验可获得的范围内。有趣的是，在这个能级上Ds -> mu+nu_h衰变的存在也可以解释为什么目前测量的Ds -> mu+nu的衰变率略高于预测的衰变率。这增强了对这种衰变模式的灵敏搜索的动机，并使其有趣和互补的中微子实验探测无菌活性中微子混合。以CLEO-c实验为例，我们建议在分析已有数据的基础上，对Ds → mu+nu_h衰变进行搜索。本文还简要地讨论了Ds -> tau+nu衰变的测量结果与理论描述之间的差异。
2009-07-27 hep-ph
Explaining the MiniBooNE Anomalous Excess via Leptophilic ALP-Sterile Neutrino Coupling
最近，费米实验室的MiniBooNE实验用更多的数据更新了结果，并报告了中微子操作模式下过量的$560.6 \pm 119.6$类电子事件（$4.7σ$）。在本文中，我们提出了一个方案，以说明过剩的狄拉克型无菌中微子，通过中微子混合的带电K介子衰变产生的，衰变成亲轻子类轴子粒子（$\ell$ ALP）和μ子中微子。由$\ell$ ALP衰变产生的电子-正电子对可以解释为类电子事件，只要它们的张角足够小。在我们的框架中，我们认为$\ell$ ALP与质量$m^{}_a = 20\,\text{MeV}$和逆衰减常数$c^{}_e/f^{}_a = 10^{-2}\,\text{GeV}^{-1}$，允许的天体物理和实验的限制。然后，对预测的$\ell$ ALP的角谱或可见能谱进行积分，得到总的过剩事件数，我们发现，我们的$150\,\text{MeV}\lesssim m^{}_N \lesssim 380 \,\text{MeV}$（$150\,\text{MeV}\lesssim m^{}_N \lesssim 180 \,\text{MeV}$）中的无菌中微子质量和$10^{-10} \lesssim |U_{μ4}|^2 \lesssim 10^{-8}$（$3\times 10^{-7} \lesssim |U_{μ4}|^2 \lesssim 8 \times10^{-7…
2021-08-03 hep-ph
Searching for sterile neutrinos in ice
对LSND、MiniBooNE和其他一些实验结果的振荡解释要求存在质量为$\sim 1$ eV的无菌中微子并与活性中微子$|U_{μ0}|^2 \sim (0.02 - 0.04)$混合。不久前人们已经意识到，这种中微子的存在会显著影响TeV范围内的大气中微子通量，这可以由冰立方中微子天文台进行测试。鉴于第一次冰立方数据发布，我们已经重新审视了高能大气中微子在一个不育中微子的存在下的振荡。详细研究了各种混合方案的振动概率的性质，包括解析和数值计算。对最简单的$ν_s-$质量和$ν_s - ν_μ$混合方案计算了$ν_μ-$事件的能谱和角分布，并与IceCube数据进行了比较。对现有数据的统计分析表明，在$ν_s-$质量混合情况下，具有LSND/MiniBooNE所需参数的无菌中微子可以在大约$3σ$水平上被排除.然而，根据目前可用的IceCube数据，不能排除$ν_s- ν_μ$混合方案。
2011-07-04 astro-ph.HE hep-ex 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
MiniBooNE and MicroBooNE Combined Fit to a 3+1 Sterile Neutrino Scenario
这封信介绍了MiniBooNE实验在一个完整的“3+1”方案中的结果，其中一个无菌中微子被引入到三个活性中微子的图片中。除了在短基线处出现电子中微子外，这种情况还允许增强中微子束中的μ子中微子和电子中微子通量消失，这是MicroBooNE实验所共有的。我们提出了3+1拟合的MiniBooNE电子（反）中微子和μ子（反）中微子数据单独，并结合MicroBooNE电子中微子数据。采用排他性CCQE分析（包含性分析）的组合拟合的最佳拟合参数为$Δm^2 = 0.29 eV^2 (0.33 eV^2)$、$|U_{e4}|^2 = 0.016 (0.500)$、$|U_{μ4}|^2 = 0.500 (0.500)$和$\sin^2(2θ_{μe})=0.0316 (1.0)$。将无振荡情景与3+1模型进行比较，数据更倾向于具有$Δχ^2/\text{dof} = 24.7 / 3 (17.3 / 3)$的3+1模型，这是假设Wilks定理给出的渐近近似的$4.3σ(3.4σ)$偏好。
2022-09-09 hep-ex hep-ph nucl-ex
Detection of ultra high energy neutrinos by IceCube: Sterile neutrino scenario
短基线中微子振荡实验、宇宙微波背景辐射测量中的过量辐射、非重子暗物质候选者的必要性以及冰立方中中微子通量的耗尽似乎都暗示着标准模型之外的新物理。解决这些问题的一个经济的方法是引用无菌中微子的存在。我们提出了简单的扩展标准模型与额外的三个不育中微子和讨论相应的PMNS一样中微子味混合矩阵。这里主张的不育中微子方案的值得注意的特点是，最轻的一个几乎是简并与一个活跃的中微子，第二个不育的质量为eV级，最重的是在keV范围内。在目前的情况下，短基线异常解释通过$Δm^2\sim 1\, {\rm eV^2}$，在冰立方中的μ介子中微子通量的耗尽解释通过$Δm^2\sim 4.0\times 10^{-16}\, {\rm eV^2}$和暗物质的问题是通过$Δm^2\sim 1\, {\rm keV^2}$解决。我们提出的混合矩阵也与观测到的中微子振荡数据相一致。结果表明，来自伽马射线暴的高能μ介子和τ中微子通量在冰立方中分别可被耗尽38%和43%。μ介子和τ中微子通量的大量损耗是由于它们与无菌中微子的混合虽然很小，但相当可观。
2013-11-04 astro-ph.HE hep-ph
Sterile Neutrinos and Flavor Ratios in IceCube
中微子望远镜中观测到的天体物理中微子的味道成分是不同天体物理中微子产生机制之间的有力对比，也可以告诉我们中微子的粒子物理性质。在本文中，我们调查如何可能存在的轻不育中微子可以影响这些风味比。我们考虑两种情况：（i）在传统的天体物理学来源中产生中微子，然后部分振荡到无菌状态;（ii）来自暗物质的中微子衰变，其主要风味成分在τ中微子或无菌中微子中增强。在整个文件中，我们约束的无菌中微子混合参数从一个完整的全球适合短和长的基线数据。我们提出了我们的结果的味道三角形的形式，并为方案（ii），作为排除限制的暗物质的质量和寿命，来自一个适合冰立方高能量的起始事件和贯穿的μ子。我们认为，确定一个可能的中微子流量从暗物质衰变可能需要分析的味道组成作为中微子能量的函数。
2017-01-17 astro-ph.HE hep-ph
Sterile Neutrinos and IceCube
虽然标准模型中三种中微子味振荡的框架已经令人信服地建立起来，但仍然有迹象表明它可能是不完整的。挑战来自LSND和MiniBooNe短基线实验，来自Gallex和Sage太阳中微子实验中使用的中微子源，以及最近对反应堆中微子实验的后验分析。一种方法来适应报告的“异常”，如果是真的，是引入一个或多个质量范围为$δm^2 \sim 1 eV^2$的无菌中微子。TeV的大气中微子在地球中传播时会在无中微子的存在下发生共振振荡;在像冰立方这样的中微子望远镜中，一个明显的特征是大气中微子天顶能量分布的形状变化。
2011-11-03 hep-ex hep-ph
Constraining Sterile Neutrinos with AMANDA and IceCube Atmospheric Neutrino Data
我们表明，大气中微子数据积累的AMANDA和部分部署的IceCube实验约束允许的参数空间的假设第四无菌中微子超出了所有其他实验的综合分析。我们还说明了完整的IceCube检测器的灵敏度，即现在采取的数据，3+1模型的参数空间。
2013-03-07 hep-ph
Signature of light sterile neutrinos at IceCube
MiniBooNe合作最近报告了具有大混合角的轻无菌中微子的证据，从而证实了20年前LSND的测量结果。这种状态将直接与BBN $N_{eff}$的普朗克测量相冲突，除非在无菌扇区中存在自相互作用。我们的目标是调查这种相互作用是否会导致宇宙成因中微子光谱的共振吸收及其对冰立方实验的影响。我们表明，它是可能的，以提供独立的界限不育中微子参数空间从IceCube的观测与相应的中微子质量的频谱中的倾角。
2018-10-21 hep-ph
Interpreting the LSND anomaly: sterile neutrinos or CPT-violation or...?
我们首先研究了无菌中微子如何拟合5 sigma bar-nu_mu --> bar-nu_e LSND异常：2+2解决方案受到太阳和大气数据的强烈反对，而3+1解决方案仍然可以给出较差的拟合（对于特定范围的振荡参数，将由MiniBooNE测试）。如果MiniBoone没有找到nu_mu --> nu_e信号，我们将得到CPT违规的提示。现在，与无菌中微子不同，CPT破坏中微子质量可以很好地容纳所有安全和不安全的数据。我们研究有多少CPT必须保存根据大气和K2 K数据和列表CPT违反信号可以发现即将到来的太阳和长基线实验。
2003-02-20 hep-ex hep-ph
Limits on the parameter space of (3+2) sterile neutrino scenario by IceCube data
本研究利用IceCube 2011-2012年的大气中微子一年期数据，考虑系统与统计误差及流强变化，首次给出含两种惰性中微子的(3+2)模型参数空间约束，并提供χ²值表格以支持联合分析。
2024-05-16 hep-ph
On the robustness of IceCube's bound on sterile neutrinos in the presence of non-standard interactions
MiniBooNE实验和LNSD实验所选择的无菌中微子的混合参数与IceCube实验的排斥极限处于强张力状态。最近有人声称，通过考虑除无菌中微子之外的非标准中微子相互作用（NSI），冰立方的极限可以放松，张力可以调和;这是一种巴洛克式的场景。我们将证明这种说法只是源于所选数据集的能量削减的伪影。与声明相反，通过打开NSI并将NSI参数固定为建议值，不仅不能缓解IceCube对无菌中微子的限制，而且实际上会加剧紧张局势。这种和解，更恰当地说，可以被称为超现实主义。
2018-10-31 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
An Altarelli Cocktail for the MiniBooNE Anomaly?
我们批判性地研究了一些影响MiniBooNE短基线中微子振荡实验的理论不确定性，试图更好地理解所观察到的过量的类电子事件。我们重新检查假带电电流准弹性（CCQE）事件的影响，由于中性电流$π^0$生产的背景，和单光子背景。对于所有的过程，我们比较了不同的事件发生器（GENIE，GiBUU，NUANCE和NuWro）的预测，并为GENIE，不同的曲调。MiniBooNE使用数据驱动的背景预测，我们讨论的不确定性影响信号样本和控制样本之间的关系。在单光子背景下，我们强调了重强子共振辐射分支比的不确定性。我们发现，即使在不同的渠道不确定性的组合加起来不利（一个“Altarelli鸡尾酒”）似乎是不够的，以解决MiniBooNE异常。最后，我们调查如何修改的背景预测影响适合的$3+1$无菌中微子的情况。我们仔细考虑充分四味振荡不仅在信号中，而且在背景和对照样品。我们强调，由于MiniBooNE的$ν_e$和$ν_μ$样品之间的强相关性，一个无菌中微子混合仅与$ν_μ$是足够的解释异常，即使众所周知的张力与外部约束$ν_μ$消失持续存在。
2022-06-17 hep-ex hep-ph
Sterile neutrinos and indirect dark matter searches in IceCube
如果轻的无菌中微子存在并与活性中微子混合，这种混合将影响太阳中暗物质湮灭产生的高能中微子的传播。特别是，新的Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein共振可能会发生，导致一些活跃的中微子几乎完全转化为无菌状态。我们演示了如何削弱冰立方限制中微子捕获和湮灭在太阳和冰立方约束和直接检测或对撞机数据之间的潜在未来冲突可能会通过调用无菌中微子来解决。我们还指出，如果在未来的直接探测和对撞机实验中精确地测量出暗物质-核子散射截面和允许的湮灭通道，IceCube可以用来用来自暗物质湮灭的中微子来约束不育中微子模型。
2012-07-06 astro-ph.SR hep-ph
The LSND puzzle in the light of MiniBooNE results
我简要概述了各种尝试，以调和LSND证据振荡与所有其他全球中微子数据，包括MiniBooNE的结果。我讨论了一个或多个不育中微子振荡计划的地位和评论各种异国情调的建议。
2008-05-15 hep-ph
IceCube bounds on sterile neutrinos above 10 eV
通过分析IceCube探测器上的$ν_μ$消失大气中微子样品，研究了IceCube探测质量大于10 eV的惰性中微子的能力.我们发现冰立方不仅对无菌中微子与μ子中微子的混合敏感，而且对更难以捉摸的通过物质效应与τ中微子的混合敏感。目前公布的1年数据显示，一个温和的（约2 $σ$）偏好非零无菌混合，这与有利的区域的无菌中微子解释的ANITA向上淋浴重叠。虽然CHORUS和NOMAD对真空中$ν_μ$到$ν_τ$振荡的零结果不利于IceCube 1年数据的提示，但相关的振荡通道和基础物理是不同的。在$99\%$ C.L.而是获得了在参数空间的某些部分中改进了当前Super-Kamiokande和DeepCore约束的上界。我们还调查了已经在磁带上的大约8年的数据的物理范围以及20年的数据预测，以探索当前的暗示或改进当前的限制。
2018-03-06 hep-ph
Revisiting constraints on 3+1 active-sterile neutrino mixing using IceCube data
最近IceCube对不育中微子的搜索结果增加了组合出现和消失实验之间的紧张关系。另一方面，MiniBooNE的最新数据证实了$4.9σ$ CL的短基线振荡异常。我们分析公布的IceCube数据的基础上，使用一个额外的无菌中微子味两种不同的活性无菌混合方案。我们提出了排除区域的参数范围$0.01 \le \sin^2 θ_{24} \le 0.1$和$0.1~{\rm eV}^2 \le Δm^2_{42} \le 10~{\rm eV}^2$的质量混合和风味混合计划。在更保守的质量混合方案下，在$\gtrsim 3σ$ CL中排除了外观实验的$3σ$ CL允许区域和MiniBooNE最新结果。在限制性较低的风味混合方案的情况下，在$\gtrsim 2σ$ CL中排除外观实验的结果。我们还发现，包括提示成分的大气中微子通量放松约束无菌混合的$Δm^2_{42} \gtrsim 1~{\rm eV}^2$。
2019-04-04 hep-ph
Heavy neutrino decays at MiniBooNE
有人提出，一个m_h \approx为50 MeV的无菌中微子ν_h可能是LSND观测到的实验异常的起源。我们定义了一个特定的模型，也可以解释MiniBooNE过剩与其他中微子实验的数据一致（在TRIUMF，T2 K的辐射μ子捕获，或在NOMAD的单光子）。关键成分是（i）其长寿命（τ_h \approx 3- 7 x10 ^{-9} s），这引入了与事件能量的1/E依赖性，以及（ii）其狄拉克性质，这意味着光子最好与光束方向相反地发射，并进一步降低MiniBooNE的事件能量。结果表明，这些中微子主要是通过与原子核的电磁相互作用产生的，T2 K观测迫使BR（ν_h -> ν_τγ）\le = 0.01 \approx BR（ν_h -> ν_μγ）.这种情况意味着第二个无菌中微子ν_{h '}的存在，它比ν_h更轻，寿命更长，与标准味道的混合更少。由于这种粒子在空气簇射中通过（ν_h -> ν_{h '} γ）衰变大量产生，我们评论了它的光子介导的与物质的弹性相互作用可能在暗物质实验中引入的污染。
2014-02-03 hep-ex hep-ph
On The Decaying-Sterile Neutrino Solution to the Electron (Anti)Neutrino Appearance Anomalies
我们探索的假设，无法解释的数据从LSND和MiniBooNE是一个新的，重中微子质量本征态的证据，混合的μ子型中微子和衰变成电子型中微子和一个新的，非常轻的标量粒子。我们考虑两种不同的衰变方案，一种是Majorana中微子，一种是Dirac中微子;两者都同样适合数据。我们发现一个合理的，虽然不是很好，适合的数据MiniBooNE和LSND。然而，衰变无菌中微子假说完全避开了对轻子介子衰变的消失搜索和精确测量的限制，只要$1~{\rm MeV}\gtrsim m_4\gtrsim 10$ ~keV。费米实验室的SBN计划应该能够明确地检验衰变无菌中微子假说。
2020-06-27 hep-ex hep-ph
Sterile Neutrino Fits to Short Baseline Neutrino Oscillation Measurements
本文回顾了短基线振荡实验的解释范围内的一个，两个和三个不育中微子模型与额外的中微子质量状态在~1 eV的范围。出现和消失的信号和限制。我们表明，拟合短基线数据集的（3+3）模型，定义为三个活跃和三个不育中微子，结果在一个整体的拟合优度为67%，和90%的兼容性之间的所有数据集-相比，（3+1）和（3+2）模型的兼容性分别为0.043%和13%。虽然（3+3）拟合产生了最高质量的整体，它仍然发现与MiniBooNE外观数据集不一致;特别是，全局拟合未能解释观察到的MiniBooNE低能量过剩。考虑到整体的改进，我们建议使用（3+2）和（3+3）拟合的结果，而不是（3+1）拟合，为未来的中微子振荡现象。这些结果激励追求进一步的短基线实验，如本文所述。
2012-07-19 hep-ex hep-ph
Dipole-Coupled Neutrissimo Explanations of the MiniBooNE Excess Including Constraints from MINERvA Data
我们重新审视模型的重中性轻子（neutrissimos）过渡磁矩的$4.8σ$过剩的电子类事件在MiniBooNE的解释。我们进行了详细的基于蒙特卡罗的分析，以重新检查模型参数空间中的首选区域来解释MiniBooNE，同时考虑到由于eV级无菌中微子引起的振荡的潜在贡献。然后，我们推导出强大的约束模型使用中微子电子弹性散射数据从MINERvA。我们发现，MINERvA排除了一个大区域的参数空间，但允许的解决方案存在于$2σ$的置信水平。专门的MINERvA分析可能能够探测该模型中MiniBooNE的整个偏好区域。
2023-03-02 hep-ex hep-ph
Phenomenology of Sterile Neutrinos
本文综述了支持短基线中微子振荡的证据，这种振荡需要一个或多个无菌中微子的存在。在3+1中微子混合的框架下，这是标准三中微子混合的最简单的扩展，可以部分解释数据，在解释数据时存在很强的张力，主要是由于出现和消失实验的结果不一致。在3+2中微子混合的框架下，短基线实验中的CP破坏可以解释MiniBooNE中微子和反中微子数据的差异，但出现和消失实验数据之间的张力仍然存在，因为与LSND和MiniBooNE反中微子出现信号相一致的电子反中微子和μ子中微子的短基线消失尚未被观察到。
2011-10-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Hierarchically Acting Sterile Neutrinos
我们提出了一个无菌中微子（eV，keV，$10^{13-15}$ GeV）的分级谱分别被认为是MiniBooNE和LSND振荡异常、暗物质和宇宙重子不对称性（BAU）的解释。该方案还可以通过跷跷板机制实现活动中微子质量的微小化。
2011-12-09 hep-ph
The Not-So-Sterile 4th Neutrino: Constraints on New Gauge Interactions from Neutrino Oscillation Experiments
在无菌区具有新规范相互作用的无菌中微子模型在现象学上是有趣的，因为它们可以在中微子振荡实验、宇宙学和暗物质探测器中产生新的效应，甚至可能解释这些实验中观察到的一些异常。在这里，我们使用的数据从中微子振荡实验，特别是从MiniBooNE，MINOS和太阳中微子实验，以约束这样的模型。我们特别关注的情况下，无菌扇区规范玻色子$A'$耦合也标准模型粒子（例如重子数电流），从而诱导一个大的Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein潜力。对于eV尺度的不育中微子，我们得到了很强的约束，特别是从MINOS，它限制了新的相互作用的强度小于$\sim 10$倍的标准模型弱相互作用，除非活跃的不育中微子混合是非常小的（$\sin^2 θ_{24} \lesssim 10^{-3}$）。这排除了足够大的规范力，以影响短基线实验，如MiniBooNE，它强加了非平凡的约束信号从无菌中微子散射在暗物质实验。
2014-08-01 hep-ph
Towards a Robust Exclusion of the Sterile-Neutrino Explanation of Short-Baseline Anomalies
针对短基线中微子异常的惰性中微子解释，本文结合PROSPECT约束并分析三维参数空间，证明MicroBooNE已覆盖MiniBooNE的2σ偏好区，SBND与ICARUS未来可实现4σ以上检验。
2025-03-17 hep-ex hep-ph
