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
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
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
7 keV Sterile neutrino dark matter in $U(1)_R-$ lepton number model
利用最近观测到的仙女座星系和包括英仙座星系团在内的各种星系团的X射线谱中3.5 keV左右的X射线线信号，研究了具有$U(1)_R-$轻子数的超对称模型中keV不育中微子的现象.这个模型不仅提供了一个小的树级质量的活动中微子之一，但也提出了一个合适的温暖的暗物质候选人的形式与活跃的可忽略不计的活跃-不育的混合的不育中微子。一旦考虑到单圈辐射修正，轻中微子的质量和混合就可以得到解释。这个模型的标量扇区可以容纳质量为$\sim$ 125 GeV的希格斯玻色子。在这个模型中，引力子是最轻的超对称粒子（LSP），我们还研究了这种质量为$\sim \mathcal O$（GeV）的轻引力子的宇宙学意义。
2014-10-27 astro-ph.CO hep-ph
New Production Mechanism for keV Sterile Neutrino Dark Matter by Decays of Frozen-In Scalars
我们提出了一种新的keV无菌中微子暗物质产生机制。在我们的设置中，我们假设存在一个标量单线态粒子，它在早期宇宙中从未进入热平衡，因为它只通过一个非常小的希格斯门相互作用耦合到标准模型场。对于合适的耦合值，标量可以经历所谓的冻结过程，并以这种方式在早期宇宙中有效地产生。然后这些标量衰变成keV的无菌中微子，并产生正确的暗物质丰度。虽然类似的设置中的标量没有进入热平衡，然后冻结之前已经研究过，这里提出的机制是新的，并代表了一个通用的扩展已知的情况。我们进行了详细的数值计算DM生产使用一组耦合玻尔兹曼方程，我们说明了成功的区域中的参数空间。我们的生产机制甚至可以在完全不存在活性-无菌混合的模型中工作。
2013-06-17 astro-ph.CO 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
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
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
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
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
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
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
Supernova Bounds on keV-mass Sterile Neutrinos
keV质量的不育中微子是暖暗物质最有希望的候选者之一，它可以解决冷暗物质方案中遇到的小尺度问题。我们提出了一个详细的研究，这样的不育中微子在超新星核心的生产，并得出严格的界限上的活性不育中微子混合角和不育中微子质量的基础上的标准能量损失的论点。
2015-04-10 hep-ph
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。
2017-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Leptogenesis in models with keV sterile neutrino dark matter
我们用千电子伏的无菌中微子暗物质分析了标准模型规范扩展中的leptogenesis。我们发现，在这些模型中，观测到的宇宙暗物质丰度和正确的重子不对称性可以同时出现。暗物质丰度和稀薄生成都是由同一个重右手中微子的非平衡衰变控制的。
2013-07-31 hep-ph
Influence of ~7 keV sterile neutrino dark matter on the process of reionization
最近的报道在几个以物质为主的天体的光谱中发现了一条~3.5 keV的微弱的未识别发射线，这可能为解决长期存在的暗物质问题提供了线索。能够产生这种额外谱线的最佳物理激发粒子候选者之一是质量约为7 keV的无菌中微子。以前的工作表明，与传统的冷暗物质方案相比，参数与新谱线测量一致的无菌中微子暗物质对结构形成的影响较小。在这项工作中，我们第一次集中在贡献的无菌中微子暗物质能够产生所观察到的线在~3.5 keV，再电离的过程。通过将~7 keV无菌中微子的暗物质功率谱纳入扩展的再电离半解析“气泡”模型，我们得到这样的无菌中微子暗物质将产生比广泛使用的冷暗物质模型明显更尖锐的再电离，在任何合理选择的模型参数下，在冷暗物质情景中都不可能“模仿”，并且将具有降低再电离的红移和电子散射光学深度的明显趋势（尽管差异仍然低于现有模型的不确定性）。因此，进一步专门研究再电离（如21厘米测量或动力学Sunyaev-Zeldovich效应的研究）将是必不可少的粒子候选人负责~3.5 keV线重建。
2016-06-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the minimal active-sterile neutrino mixing in seesaw type I mechanism with sterile neutrinos at GeV scale
在GeV尺度的不育中微子能够解释活跃的中微子振荡通过跷跷板I型机制的兴趣已经表示在直接搜索的几个建议。考虑到这一活动，我们估计的最小值的不育活跃的混合角提供一个，两个，或三个不育中微子比D介子轻。
2013-12-10 hep-ph
Note on Thermalization of Non-resonantly Produced Sterile Neutrinos
使用一个分析处理，我们讨论了大的活性-不育中微子混合角的参数区域，在非共振味振荡产生的不育中微子可以接近热化在几个宇宙学。我们表明，热化只影响大的活性-无菌中微子混合已经拒绝了不同的限制。因此，允许的无菌中微子参数区域不受影响。
2020-08-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Influence of a keV sterile neutrino on neutrino-less double beta decay -- how things changed in the recent years
早期关于暗物质keV惰性中微子对无中微子双β衰变影响的研究得出结论，衰变率没有显著的改变。这些研究只集中在质量的千电子伏以上的无菌中微子2和4千电子伏，分别为某些生产机制的动机。另一方面，已经提出了替代的生产机制，放宽了质量的下限，新的实验数据也是可用的。因此，更新研究是及时和值得的。我们专注于最新的数据，即，最新的钱德拉和XMM-牛顿观测边界的X射线线源于辐射千电子伏无菌中微子衰变，以及新的测量以前未知的轻子混合角$θ_{13}$。虽然以前的工作可能有点短视，但新的观测界限确实使keV的无菌中微子对无中微子双β衰变的影响变小了。即使不是所有的暗物质都是由keV的惰性中微子组成，这个结论也是成立的。
2014-02-07 hep-ph
Neutrino Oscillations With Two Sterile Neutrinos
本文用一个5 × 5的U矩阵估计了两个无菌中微子的$μ$到$e$中微子振荡的概率，这是以前用一个无菌中微子和一个4 × 4的U矩阵估计的扩展。从最近的出版物中的无菌中微子的活性中微子的质量差和混合角的两个无菌中微子与三个活性中微子，和一个无菌中微子的振荡概率进行了比较，以前的估计。
2016-05-19 hep-ph
Resonance production of keV sterile neutrinos in core-collapse supernovae and lepton number diffusion
我们研究如何假设的粒子-不育中微子-可以通过$\barν_μ$和$\bar ν_τ$的共振转换在爆炸的超新星内部产生。我们处理的新颖之处在于适当考虑轻子数扩散。我们计算了无菌中微子的产率，发现即使考虑到反反应，无菌中微子可以进行相当大的一部分爆炸的总能量相比，活性中微子。然而，生产对内部超新星区域的温度呈指数敏感，这使得具有挑战性的预测变得强大。为了了解这种产生是否会影响超新星的演化并因此受到限制，需要进行详细的模拟，包括无菌中微子的影响。
2022-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
BEST sensitivity to O(1) eV sterile neutrino
中微子振荡实验中的许多异常结果可以归因于~1 eV无菌中微子的干扰。专门设计用于全面探索镓异常的Baksan无菌过渡实验（BEST）将于明年开始。本文研究了BEST在寻找无菌中微子和电子中微子混合体中的灵敏度。然后，进行所有的镓实验（SAGE，GALLEX，BEST）的组合分析，我们发现在模型参数空间（不育中微子质量和混合角），这将被排除，如果BEST同意没有不育中微子假设的区域。对于相反的情况下，如果BEST观察到的信号，因为它遵循从无菌中微子解释的镓（SAGE和GALLEX）异常，我们展示了如何BEST将改善目前的模型参数的估计。
2016-02-11 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
STERILE NEUTRINOS AS A SOLUTION TO ALL NEUTRINO ANOMALIES
研究了中微子物理中各种不规则结果和观测的无菌中微子解。指出引入无菌中微子有助于同时解决观测到的异常。认为不育中微子可以解决暗物质中微子、LSND结果和超新星核合成之间的矛盾。其他超新星约束的不育中微子进行了修订。探讨了无菌中微子避开大爆炸核合成约束的可能性。有人声称，不育中微子可以解决大爆炸核合成的危机。本文指出，不育中微子可以对卡门观测到的异常现象提供一致的解释。有人认为，不育中微子是有效的暗物质候选者。有人声称，到不育状态的转换是太阳和大气中微子问题的一致解决方案，并且不能被宇宙学或天体物理学的论点所排除。本文综述了无菌中微子的质量和相互作用模型。
1995-06-02 hep-ph
Neutrino Oscillations With Three Active and Three Sterile Neutrinos
这是一个推广的概率估计$ν$的$e$中微子振荡与一个不育中微子到三个不育中微子，使用一个6 × 6矩阵。由于只有一个不育中微子的混合角是实验确定的，我们估计了两个不育中微子在不同混合角下的$ν$到$e$中微子振荡几率。
2015-09-11 hep-ph
Possible Capture of keV Sterile Neutrino Dark Matter on Radioactive beta-decaying Nuclei
在费米子质谱中存在一个跨越O（0.5）eV ~ O（0.5）MeV六个数量级的“沙漠”。我们认为，它可能容纳一个或多个千电子伏的不育中微子作为一个自然的候选人，温暖的暗物质。为了说明这一观点，我们简单地假设存在一个keV的惰性中微子nu_4，它的味本征态nu_s与三个活性中微子弱混合。在自洽参数化下，我们阐明了nu_4和β衰变辐射衰变中不同的活性-无菌中微子混合因子。在实验室中直接探测这种keV的无菌中微子暗物质原则上是可能的，因为nu_e的nu_4分量在被放射性β衰变核捕获时可以在电子能谱上留下明显的印记。我们对捕获反应nu_e + ^{3}H \to ^{3}He + e^-和nu_e + ^{106}Ru \to ^{106}Rh + e^-在β衰变背景下的特征进行了分析，并得出结论，从长远来看，这种实验方法可能不是没有希望的。
2010-11-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Neutrino Oscillations With Recently Measured Sterile-Active Neutrino Mixing Angle
本文是利用最近从实验中提取的无菌中微子质量和混合角参数对无菌中微子中微子振荡的预测的一个推广。
2015-06-01 hep-ph
Kinetic equations for sterile neutrinos from thermal fluctuations
通过将有效描述中计算的热涨落的实时关联函数与热量子场论中计算的热涨落的实时关联函数进行匹配，得到了无菌中微子占位数和轻子减重子数的非线性动力学方程.在无菌中微子Yukawa耦合中展开后，方程中的系数表示为标准模型算符的实时关联函数。我们的动力学方程适用于任意数量的无菌中微子的任何质谱。它们可以用来描述，例如，通过中微子振荡的低规模的稀薄发生，或者在希格斯阶段产生无菌中微子暗物质。
2020-02-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Direct Search for keV Sterile Neutrino Dark Matter with a Stable Dysprosium Target
我们研究了一种新的方法来寻找keV级的不育中微子，可以解释暗物质。如果中微子的质量大于2.83 keV，那么被捕获在我们星系中的中微子可以被捕获在稳定的$^{163}$ Dy上。两个实验实现研究，一个积分计数的$^{163}$ Ho原子在富含镝的矿石和新兴的电子光谱的实时测量中的镝为基础的检测器。捕获率相比，太阳中微子和放射性背景。使用几千克$^{163}$ Dy的积分计数实验可达到$10^{-5}$的无菌-活性混合角$\sin^2θ_{e4}$的灵敏度，显著超过当前实验室限值。可以通过实时实验探索低至$\sin^2θ_{e4} \sim 10^{-7}$ / $\rm m_{^{163}\rm Dy}\rm{(ton)}$的混合角。
2016-09-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Interactions of keV sterile neutrinos with matter
质量为几keV的无菌中微子是一个很好的暗物质候选者，它也可以通过冷却的中子星的无菌中微子的各向异性发射来解释观测到的中子星的速度。我们讨论了这些遗迹粒子与物质的相互作用，并评论了未来直接探测实验的前景。一个残余的无菌中微子可以通过无菌-活性混合与物质费米子通过电弱电流相互作用，最终状态包含一个相对论活性中微子。撞击到物质费米子上的反冲动量由无菌中微子质量决定，足以使原子发生碰撞并翻转原子核的自旋。虽然这表明直接实验检测的可能性，我们计算的速率，并表明，建立一个现实的检测器所需的大小将是一个艰巨的挑战。
2010-01-29 hep-ph
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
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
Sterile Neutrino Dark Matter
我们审查不育中微子作为可能的暗物质候选人。本文在简要介绍中微子在宇宙学和粒子物理中的作用后，综述了无菌中微子暗物质的研究现状。首先，我们讨论的动机和限制，通过天体物理观测。其次，我们回顾了在早期宇宙中如何产生无菌中微子暗物质的不同机制。最后，我们概述了选择未来的实验室寻找千电子伏级的不育中微子，突出他们的实验挑战和发现潜力。
2018-10-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Sterile Plus Active Neutrinos and Neutrino Oscillations
利用一个3 + 1中微子模型和一个4 × 4幺正变换矩阵U（将味与质量中微子态联系起来），利用MiniBooNE和其他实验确定的无菌-活性中微子质量和4 × 4 U矩阵中的无菌-活性中微子角，估算了$ν_μ$到$ν_e$跃迁的几率.
2013-09-19 hep-ph
Direct Detection of the Cosmic Neutrino Background Including Light Sterile Neutrinos
目前的宇宙学数据给出了一个有趣的线索，即亚电子伏特的惰性中微子的存在，它应该是宇宙中微子背景的一部分（C $ν$ B）。我们指出，这种轻的不育中微子可能会留下一个明显的印记，在电子能谱的捕获残余电子中微子的放射性β衰变核。我们研究了相对于活性中微子的无菌中微子的可能信号，其特征在于它们的质量和敏感的数量密度，在反应$ν^{}_e + ~^3{\rm H} \to ~^3{\rm He} + e^-$对相应的氚β衰变。我们强调，这种直接实验室检测C $ν$ B及其无菌成分的方法在长期内可能并非没有希望。
2010-07-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Sterile Neutrinos
中微子是粒子物理学标准模型中唯一不具有电磁荷或色荷的费米子，它有独特的机会通过质量混合与标准模型之外的费米子进行通信。这种标准模型单态费米子通常被称为“无菌中微子”。在这篇评论文章中，我们讨论了理论和实验动机的不育中微子，以及他们的唯象后果。凭借2020年的后见之明，我们指出了潜在的可行和有趣的想法。我们特别关注的不育中微子，足够轻，参与中微子振荡，但我们也评论的好处，引入更重的不育状态。我们讨论了eV级不育中微子在地球实验和宇宙学中的现象学，我们调查了全球数据，我们强调了各种有趣的异常。我们还暴露了严重的紧张局势，存在于不同的数据集之间，并防止一致的解释，至少在最简单的无菌中微子模型的全球数据。我们讨论的非最小的情况下，可能会减轻一些这种紧张局势。我们简要地回顾了keV级的不育中微子作为暗物质的地位，以及通过更重的不育中微子驱动的轻生来解释宇宙的物质-反物质不对称性的可能性。
2021-06-10 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Are there sterile neutrinos at the eV scale?
对核反应堆发射的反中微子通量的新预测表明，反应堆实验可能已经测量到反中微子通量的不足，这可以用已知的活跃中微子和新的无菌状态之间的振荡来解释。基于这一观察，我们在一个或两个惰性中微子的框架下对全球短基线中微子振荡数据进行了重新分析。虽然一个无菌中微子仍然不足以调和反应堆实验和LSND和MiniBooNE实验与其他搜索的零结果所建议的信号，我们发现，与新的反应堆通量预测，全球拟合大大提高时，假设存在两个无菌中微子。
2011-03-25 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
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
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
keV sterile neutrino dark matter in gauge extensions of the standard model
我们知道，千电子伏量级的无菌中微子是一种很好的暖暗物质候选者。我们研究如何实现这种可能性的背景下，规范扩展的标准模型。这种天真的期望导致了在这种设置中大量热过剩的无菌中微子。然而，我们发现，这是可能的使用的其他右手中微子的模型的平衡衰变稀释keV的不育中微子的密度，并实现所观察到的暗物质密度。我们提出了普遍的要求，应满足的规范扩展的标准模型，含有右手中微子，是可行的模型温暖的暗物质，并提供了一个简单的例子中的上下文中的左右对称模型。
2010-05-12 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
Big Bang Nucleosynthesis in the presence of sterile neutrinos with altered dispersion relations
大爆炸核合成对轻的无菌中微子与活性物质的混合施加了严格的限制。在这里，我们将讨论如何改变色散关系可以削弱这种界限，并允许新的不育中微子自由度与早期宇宙中轻元素的成功产生的兼容性。
2016-06-21 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
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
Dark Matter Search Using Chandra Observations of Willman 1, and a Spectral Feature Consistent with a Decay Line of a 5 keV Sterile Neutrino
我们报告的搜索结果，从辐射衰减暗物质在钱德拉X射线天文台光谱的超微弱矮球状星系威尔曼1的发射线。在0.4-7 keV钱德拉带通的99%置信线通量上限推导和映射到一个允许的区域在不育中微子质量混合角平面，这是一致的，从朱雀X射线天文台和钱德拉观测的小熊座和天龙座矮椭球体最近的约束。通过拟合扣除粒子背景的源光谱，发现了一个明显超出连续谱的发射特征，表明存在一个窄的发射特征，能量为2.51 +/- 0.07（0.11）keV，通量为[3.53 +/- 1.95（2.77）] × 10^（-6）光子/cm ^2/s，置信度为68%（90%）。解释这作为一个无菌中微子辐射衰变的发射线，我们推导出相应的允许范围内的无菌中微子质量和混合角使用两种方法。第一种假设暗物质只由无菌中微子组成，第二种则放宽了这一要求。这一特征与5.0 +/- 0.2 keV的无菌中微子质量和窄范围内的混合角是一致的，中微子振荡可以产生所有的暗物质，冷却的中子星的无菌中微子发射可以解释脉冲星反冲，从而支持我们测量的统计和物理意义。
2010-05-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Sterile neutrinos?
讨论了无菌中微子的概念。简要地考虑了四个大质量中微子的混合方案，这意味着不育中微子的存在。几个模型无关的方法，可以揭示可能的太阳中微子到不育状态的过渡。
1999-05-05 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
Effects of degenerate sterile neutrinos on the supernova neutrino flux
我们考虑了存在与活跃中微子质量密切简并与之混合的惰性中微子的可能性。我们研究了这种活跃-惰性中微子混合对地球上超新星中微子流组成的影响。如果在活跃和惰性中微子之间发生绝热的微波跃迁，它可能会大大减少电子中微子通量。
2004-08-11 hep-ph
