堆积星系光谱中未检测到无菌中微子的X射线发射

宇宙学中的不育中微子

Sterile neutrinos in cosmology

在中微子质量产生机制中，不育中微子是粒子物理标准模型的自然延伸。如果它们相对较轻，小于约10 keV，它们可以显著改变宇宙学，从早期宇宙到今天的物质和辐射能量密度。在这里，我们回顾了宇宙学的作用，这种轻不育中微子可以发挥从早期宇宙，包括生产keV级不育中微子的暗物质的候选人，和轻eV级不育中微子的动力学弱耦合活动中微子时代。本文综述了在宇宙微波背景和大尺度结构数据中提出的轻不育中微子的特征。我们还讨论了keV尺度的无菌中微子暗物质衰变的X射线观测签名，包括最近的候选人$\sim$ 3.5 keV的X射线线检测一致的衰减的$\sim$ 7 keV的无菌中微子暗物质粒子。

Cosmological Dependence of Sterile Neutrino Dark Matter With Self-Interacting Neutrinos

Unexplored interactions of neutrinos could be the key to understanding the nature of the dark matter (DM). In particular, active neutrinos with new self-interactions can produce keV-mass sterile neutrinos that account for the whole of the DM through the Dodelson-Widrow mechanism for a large range of active-sterile mixing values. This production typically occurs before Big-Bang Nucleosynthesis (BBN) in a yet uncharted era of the Universe. We assess how the mixing range for keV-mass sterile neutrino DM is affected by the uncertainty in the early Universe pre-BBN cosmology. This is particularly r…

无菌中微子暗物质对核坍缩超新星的影响

Impact of sterile neutrino dark matter on core-collapse supernovae

我们总结了无菌中微子暗物质对核心坍缩超新星爆炸的影响。我们探讨了可能发生在核心坍缩超新星中的电子中微子或混合$μ-τ$中微子与右手无菌中微子之间的各种振荡。特别是，我们认为不育中微子质量和混合角是一致的不育中微子暗物质候选人，最近的X射线通量测量。我们发现，观测到的3.5 keV的X射线过剩的解释，由于衰变7 keV的无菌中微子，包括100\%的暗物质将几乎没有可观察到的超新星爆炸的影响。然而，在更现实的情况下，由于存在其他无菌中微子口味，WIMP等，衰变的无菌中微子仅占总暗物质密度的一小部分，允许较大的混合角。在这种情况下，7 keV的无菌中微子可能对核心坍缩超新星产生重大影响。我们还考虑了$μ-τ$中微子和惰性中微子的混合。然而，我们发现，这种混合并没有显着改变爆炸，并没有可观察到的影响，在早期的中微子光度。

Sterile Neutrino Dark Matter from Generalized $CPT$-Symmetric Early-Universe Cosmologies

We generalize gravitational particle production in a radiation-dominated $CPT$-symmetric universe to non-standard, but also $CPT$-symmetric early universe cosmologies. We calculate the mass of a right-handed "sterile" neutrino needed for it to be the cosmological dark matter. Since generically sterile neutrinos mix with the Standard Model active neutrinos, we use state-of-the-art tools to compute the expected spectrum of gamma rays and high-energy active neutrinos from ultra-heavy sterile neutrino dark matter decay. We demonstrate that the sterile neutrinos are never in thermal equilibrium in …

重惰性中微子辅助的核心坍缩超新星爆炸二维模型

Two-dimensional models of core-collapse supernova explosions assisted by heavy sterile neutrinos

本文构建含τ中微子与150–200 MeV重惰性中微子混合的二维核心坍缩超新星模型，发现其衰变可增强爆炸能量与镍质量，并产生约80 MeV的τ反中微子特征信号。

MeV和GeV无菌中微子与物质的相互作用

Interactions of MeV and GeV sterile neutrinos with matter

宇宙学和天体物理学都认为可能存在不育中微子，这是一种暗物质候选者。在keV能标下，不育中微子与物质的相互作用已有文献研究。本文研究了MeV和GeV能量尺度下无菌中微子与原子的相互作用及其对原子电离的影响。我们还研究了MeV和GeV能量尺度下的不育中微子与原子核的相互作用。我们得到了这两种相互作用的相关截面。最后将所得结果与keV能量范围内的结果进行了比较。