New Constraints on Sterile Neutrino Dark Matter from $NuSTAR$ M31 Observations

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。

Production of keV Sterile Neutrinos in Supernovae: New Constraints and Gamma Ray Observables

We study the production of sterile neutrinos in supernovae, focusing in particular on the keV--MeV mass range, which is the most interesting range if sterile neutrinos are to account for the dark matter in the Universe. Focusing on the simplest scenario in which sterile neutrinos mixes only with muon or tau neutrino, we argue that the production of keV--MeV sterile neutrinos can be strongly enhanced by a Mikheyev--Smirnov--Wolfenstein (MSW) resonance, so that a substantial flux is expected to emerge from a supernova, even if vacuum mixing angles between active and sterile neutrinos are tiny. U…

通过偶极门户在超高能中微子望远镜中探测重惰性中微子

Probing Heavy Sterile Neutrinos at Ultrahigh Energy Neutrino Telescopes via the Dipole Portal

本文研究通过磁偶极门户在超高能中微子望远镜中探测重惰性中微子，发现未来tau中微子望远镜可探测高达30 TeV质量的惰性中微子。

IceCube光下的无菌中微子

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。

三个惰性中微子模型中的核塌缩超新星中微子通量

Neutrino Fluxes from a Core-Collapse Supernova in a Model with Three Sterile Neutrinos

本文用数值方法计算了一颗超新星的引力坍缩特征及其质子中子核形成过程中产生的活动中微子和惰性中微子的通量。在不同的输入参数和初始条件下，计算了不同中子化程度的核物质中活动中微子和不育中微子的相对产额。在超致密核物质中，中子化共振度下产生的无菌中微子的比例显著增加已被证实。不育中微子对坍缩动力学和坍缩过程中产生的中微子总通量的贡献相对较小。无菌中微子的总光度比电子中微子的光度低得多，但它们的光谱在高能量下要硬得多。

在未来的直接探测实验中测试keV无菌中微子暗物质

Testing keV sterile neutrino dark matter in future direct detection experiments

我们以XENON 100、XENON 1 T和DARWIN为例，通过直接探测实验确定了无菌中微子温暗物质的约束条件。如果keV级的无菌中微子与靶材料的束缚电子发生非弹性散射，就会产生电子反冲信号。这可以用来限制无菌中微子的质量及其与活跃扇区的混合。虽然不能与来自X射线数据的天体物理学约束竞争，但这些约束是第一个直接实验室对无菌中微子暖暗物质的限制，并且在参数空间的某些部分将是对keV尺度中微子的最强限制。

在中等基线反应堆实验中探测轻无菌中微子

Probing light sterile neutrinos in medium baseline reactor experiments

中等基线反应堆实验（双中子、大亚湾和RENO）提供了一个独特的机会来测试轻无菌中微子的存在。我们分析了这些实验的数据，在寻找不育中微子，也测试了在不育中微子的存在下的theta_13测定的鲁棒性。我们表明，存在一个轻不育中微子状态，适当地提高了这些数据的拟合。我们还表明，即使在有无中微子存在的情况下，这些实验的theta_{13}测量值也是可靠的，其可靠性主要归功于大亚湾和RENO的数据。通过对这些实验数据的综合分析，我们限制了无菌中微子的混合，其质量平方差在（10^{-3}-10 ^{-1}）eV ^2至sin ^2范围内2 theta_{14} <0.1，95%CL。

不育中微子暗物质与核塌缩超新星

Sterile neutrino dark matter and core-collapse supernovae

我们探讨了无菌中微子暗物质对核心坍缩超新星爆炸的影响。我们把电子中微子或混合$μ,τ$中微子和右手无菌中微子之间的振荡纳入超新星模型。我们已经选择了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。利用这些模拟，我们已经探讨了无菌中微子的核心反弹和冲击再加热的影响。我们发现，对于与大多数暗物质约束一致的无菌中微子质量和混合角的范围，冲击能量可以显著增强，甚至可以使不爆炸的模型爆炸。此外，我们还发现，一个无菌中微子的存在可能会导致可检测到的中微子光度的变化。

利用中性中微子间接探测暗物质

Indirect Dark Matter Detection in the Light of Sterile Neutrinos

最近对短基线中微子振荡数据的整体拟合表明，存在一个（或多个）不育中微子态，这将导致新的质量分裂Δm^2 ~1 eV^2。我们考虑了这种新的状态对太阳内部暗物质湮灭产生的中微子演化的影响。研究表明，能量E_v> 100 GeV的中微子发生了共振的活动-无菌振荡，从而使到达地球的中微子流减少.作为这种效应的一个例子，我们提出的振荡概率的情况下，单色中微子从直接湮灭的暗物质粒子的中微子和耗尽由于不育中微子的存在。

在IceCube数据中有无菌中微子的证据吗？

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。