Heavy sterile neutrino emission in core-collapse supernovae: Constraints and signatures
在坍缩的超新星（SN）核中，可以产生质量为${\mathcal O}(100)$ MeV的重惰性中微子与活性中微子的混合。为了避免过多的能量损失，缩短SN 1987 A中微子暴的观测持续时间，我们证明了活跃-惰性中微子混合角应满足$\sin^2 θ\lesssim 5 \times 10^{-7}$ .对于与tau风味的混合物，该结合比来自实验室搜索的结合强得多。此外，我们表明，在可行的参数空间中，这种“重”的不育中微子在SN信封的衰变将导致一个非常有活力的子活动中微子流量，如果不是太远低于目前的限制，这将是可检测的大型地下中微子天文台，如超级神冈，作为一个（稍微延迟时间）的高能量碰撞在即将到来的银河系SN事件的频谱。
2019-12-23 astro-ph.HE hep-ph
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 the window on sterile neutrinos as warm dark matter
不育中微子可能是我们今天拥有的最好的暖暗物质候选者之一。不育中微子质量的上限和下限都来自天文观测。我们表明，适当的中微子动量分布的包含减少允许的区域为2.6 keV < m < 5 keV的最简单的模型。因此，寻找E=m/2的谱线比以往任何时候都更有意义。
2002-02-04 astro-ph hep-ph
Constraining sterile neutrino dark matter by phase-space density observations
我们应用相空间密度的考虑，以获得更低的界限上的质量的不育中微子作为暗物质的候选人。对于非共振产生、轻子不对称性存在下的共振产生和较重粒子衰变中的产生，边界是不同的。在前一种情况下，我们的束缚与莱曼α束缚相当，但与莱曼α束缚无关，并且与X射线上限一起，它不利于非共振产生的无菌中微子暗物质。后一种情况的一个有趣的特征是，温暖的暗物质可能由重粒子组成。
2008-12-08 astro-ph hep-ph
Constraining Sterile Neutrinos from Precision Higgs Data
我们使用大型强子对撞机希格斯数据，以获得更新的约束自然发生在许多低尺度的标准模型的跷跷板扩展的电弱规模的不育中微子来解释中微子的质量。我们还分析了一个新的最终状态的信号灵敏度，涉及一个单一的带电轻子和两个喷气机与丢失的能量，这是由于通过希格斯粒子和$W,Z$玻色子介导的过程中产生的无菌中微子衰变在LHC。未来的前景，这些无菌中微子信号在精确的希格斯测量，以及在未来的100 TeV对撞机，也进行了讨论。
2017-06-14 hep-ex hep-ph
Constraining Super-light Sterile Neutrino Scenario by JUNO and RENO-50
文献中提出了超轻不育中微子情景（SSNS）来解释低能太阳数据上升的抑制。在这种情况下，新的质量本征态$ν_0$和标准$ν_1$之间的质量分裂是$Δm_{01}^2\sim 10^{-5}$ eV $^2$的数量级。基线大于$\sim$ 20 km的反应堆中微子实验可以帮助我们探测这种情况。我们研究了即将到来的JUNO和RENO-50反应堆实验发现超轻无菌中微子或限制其混合参数的潜力。我们研究的灵敏度的SNSS的依赖性，并发现建议的JUNO设置是非常接近的最佳设置探测的SSNS。
2013-10-26 hep-ex hep-ph
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
The Neutrino Magnetic Moment Portal and Supernovae: New Constraints and Multimessenger Opportunities
本文利用SN1987A、未来银河系超新星及弥散光子与中微子信号，约束通过跃迁磁矩门户耦合的惰性中微子，并评估Fermi-LAT、DUNE等实验的多信使探测灵敏度。
2023-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Probing the Sterile Neutrino Dipole Portal with SN1987A and Low-Energy Supernovae
本研究通过SN1987A和低光度IIP型超新星观测，利用积分光度法改进冷却界限，并约束惰性中微子偶极子耦合强度至$10^{-11}$ GeV$^{-1}$，发现质子Primakoff上散射主导低质量惰性中微子产生。
2024-02-02 hep-ph
Sterile neutrino signals from supernovae
我们研究了活动中微子和惰性中微子混合对超新星电子中微子通量（$F_e$）和反中微子通量（$F_{\bar e}$）与其他中微子和反中微子味总通量（$F_a$）之比的影响。我们假设标准模型中最重的中微子$ν_3$与一个无菌中微子混合，产生一对具有小质量间隙的质量本征态。使用密度矩阵形式主义，我们解决了数值的中微子状态的演化在超新星的信封，并确定作为一个功能的活动，无菌混合角和实验允许的范围内的标准活动的混合角$θ_{13}$的流量比$F_e/F_a$和$F_{\bar{e}}/F_a$。
2007-11-22 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
Comprehensive constraints on heavy sterile neutrinos from core-collapse supernovae
本研究改进了超新星冷却论证下的活性-惰性中微子混合约束计算，纳入中性流、带电流相互作用等新通道，扩展俘获态约束，研究重惰性中微子衰变影响，并明确其与宇宙学、实验室搜索的互补性。
2024-03-10 hep-ph
Constraining sterile neutrinos with a low energy beta-beam
我们表明，一个低能量β束设施可以用来寻找不育中微子通过测量电子反中微子的消失。这个通道特别敏感，因为它允许使用逆β衰变作为检测反应;因此，只要中微子能量低于π介子产生阈值，它就没有强子不确定性。这对应于6 He母离子的洛伦兹伽马=30的选择。此外，一个消失的测量允许约束的无菌中微子属性独立于任何CP违反的影响。在99%的置信水平下，几百吨的中等探测器尺寸和每秒2 E13的离子产生速率足以将混合角限制为小至\sin^2 2θ=0.01。
2010-03-04 hep-ex hep-ph
Constraining Mass Spectra with Sterile Neutrinos from Neutrinoless Double Beta Decay, Tritium Beta Decay and Cosmology
我们分析了LSND实验所暗示的额外的不育中微子对中微子质谱的限制。本文讨论了无中微子双β衰变、氚β衰变和宇宙学中的各种与质量有关的观测量。同时考虑了中微子振荡的结果和最近的宇宙学中微子质量边界。我们发现，一些允许的质量模式是严格限制的电流约束，特别是宇宙学的中微子质量的总和的限制和太阳中微子混合角的非极大性。此外，我们估计的形式的四个中微子质量矩阵，并评论的情况下，有两个额外的不育中微子。
2006-05-18 astro-ph hep-ex hep-ph
Constraining sterile neutrinos with a low energy beta-beam
我们研究了利用低能β束装置通过测量电子反中微子的消失来寻找无菌中微子的可能性。这个通道特别敏感，因为它允许使用逆β衰变作为检测反应;因此，只要中微子能量低于π介子产生阈值，它就没有强子不确定性。这对应于6 He母离子的洛伦兹伽马=30的选择。此外，一个消失的测量允许约束的无菌中微子属性独立于任何CP违反的影响。在99%的置信水平下，几百吨的中等探测器尺寸和每秒2 E13的离子产生速率足以将混合角限制为小至\sin^2 2θ=0.01。
2010-06-08 hep-ex hep-ph
Constraining Sterile Neutrinos Using Reactor Neutrino Experiments
根据最近的宇宙学数据，包含一个或多个无菌中微子的中微子混合模型已经恢复了它们的重要性。在这种情况下，反应堆反中微子实验提供了一个理想的地方来寻找无菌中微子的签名，因为它们对中微子味跃迁的影响。在这项工作中，我们表明，大亚湾实验的高精度数据约束的3+1中微子的情况下施加的上限的相关的活性-无菌混合角$\sin^2 2 θ_{14} \lesssim 0.06$在3 $σ$置信水平的质量平方差$Δm^2_{41}$范围$(10^{-3},10^{-1}) \, {\rm eV^2}$。后一个界限可以通过运行六年的JUNO实验$\sin^22θ_{14} \lesssim 0.016$来改进，尽管是在较小的质量范围$ Δm^2_{41} \in (10^{-4} ,10^{-3}) \, {\rm eV}^2$内。我们还研究了惰性中微子对标准中微子振荡参数$θ_{13}$和$Δm^2_{31}$（大亚湾和JUNO）、$θ_{12}$和$Δm^2_{21}$（JUNO）以及最重要的中微子质量等级（JUNO）的精确测量的影响。我们发现，除了$Δm^2_{41}\sim Δm^2_{31}$明显的情况下，无菌状态不会影响这些测量实质上。
2014-08-21 hep-ph
Low-Energy Supernovae Bounds on Sterile Neutrinos
本研究提出了一种通过惰性中微子在超新星包层内衰变产生的能量沉积来限制其参数空间的新方法，发现对重质量惰性中微子与陶中微子混合角的限制比SN1987A能量损失标准低两个数量级，可探测I型跷跷板机制。
2025-04-07 hep-ph
Constraining models for keV sterile neutrinos by quasi-degenerate active neutrinos
我们提出了一个关于keV无菌中微子暗物质的No-Go定理：如果keV尺度的无菌中微子扮演暗物质的角色，它们通常是不稳定的，它们的衰变产生天体物理单能X射线线。事实证明，在这条线上的观测约束是如此之强，它与在Casas-Ibarra矩阵R为实数的跷跷板I型框架中存在活性中微子的准简并谱相矛盾。对于没有CP破坏的模型，情况尤其如此。我们给出了这个定理的一般证明。虽然该定理（像每个No-Go定理一样）依赖于某些假设，但它适用的情况仍然足够普遍，可以为keV中微子模型的构建带来有趣的结果。事实上，根据下一代实验的结果，人们可能会排除keV无菌中微子的整个模型。
2013-02-25 astro-ph.CO hep-ph
Constraining active-sterile neutrino transition magnetic moments at DUNE near and far detectors
我们考虑DUNE实验的灵敏度，一个重中性轻子，HNL（也称为无菌中微子）的质量范围从几个MeV到几个GeV，与标准模型通过过渡磁矩的活动中微子，所谓的偶极门户。HNL是通过活性中微子的上散射产生的，随后探测器内部的衰变提供了单光子信号。我们表明，τ中微子偶极门户可以有效地探测在DUNE远探测器，使用由中微子振荡产生的τ中微子通量，而近探测器提供更好的灵敏度的电子和μ子中微子偶极门户。DUNE将能够探索目前不受约束的参数空间的大区域，并具有与其他计划中的专用实验（如SHiP）相当的灵敏度。我们还简要地评论纯HNL混合的Tau中微子在DUNE远探测器的灵敏度。
2022-08-23 hep-ph
Constraining the SMEFT Extended with Sterile Neutrinos at FCC-ee
本文利用有效场论方法研究FCC-ee上重中性轻子的产生与衰变，通过单光子和位移顶点分析约束活性-惰性混合及威尔逊系数，并给出新物理能标下限。
2025-11-10 hep-ph
A search for sterile neutrinos in interacting dark energy models using DESI baryon acoustic oscillations and DES supernovae data
本研究利用DESI重子声学振荡、Planck宇宙微波背景和DES超新星数据，在四种相互作用暗能量模型中限制无质量与有质量惰性中微子，发现仅约1σ暗示无质量惰性中微子存在，且多数模型支持暗能量衰变为暗物质。
2025-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining super-light sterile neutrinos at Borexino and KamLAND
超轻无菌中微子的存在可以导致太阳中微子的生存概率下降，并解释了低能太阳中微子数据上升的抑制。在本工作中，我们系统地研究了3+1框架中的生存概率，考虑了非绝热跃迁和相干效应。我们得到了一个解析方程，可以预测的倾角的位置。我们还将约束的参数空间的不育中微子使用最新的Borexino和KamLAND数据。我们发现Borexino的低能和高能中微子数据对不育中微子参数空间的不同区域敏感。在只有$θ_{01}$不为零的情况下，$\rm{{}^{8}B}$数据在$Δm_{01}^{2} \approx (1.1\sim2.2)Δm_{21}^{2}$处设置了最强的边界，而低能中微子数据对其他质量平方区域更敏感。由于相干效应的存在，$\rm{pp}$数据的$Δm_{01}^{2}$的最低界可以达到$10^{-12} \ \rm{eV^{2}}$。此外，由于非绝热跃迁的存在，随着$Δm_{01}^{2}$或$\sin^{2}2θ_{01}$减小，$10^{-9} \ \textrm{eV}^{2} \lesssim Δm_{01}^{2} \lesssim 10^{-5} \ \textrm{eV}^{2}$范围内的边界变得更弱。我们还发现，在只有$θ_{02}$或$θ_{03}$是非零的情况下，低能太阳中微子数据集类似，但较弱的边界相比，只有$θ_{01}$是非零的情况。然而，高能太阳数据和Ka…
2022-09-02 hep-ph
511 keV line constraints on feebly interacting particles from supernovae
核心坍缩超新星（SNe）可以大量产生质量为O（10-100）MeV的弱相互作用粒子。在本文中，我们考虑的情况下，MeV的不育中微子和暗光子混合的普通中微子和光子，分别。此外，无菌中微子和暗光子都可能在到达地球的途中衰变为正电子。这些正电子会在银河系介质中与电子湮灭，并对511 keV谱线中的光子通量做出贡献。使用SPI（SPectrometer on INTEGRAL）观测这条谱线，将这些粒子的混合参数的界限提高了几个数量级，低于SN 1987 A能量损失参数已经排除的范围。
2022-03-29 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the Effective Mass of Majorana Neutrino with Sterile Neutrino Mass for Inverted Ordering Spectrum
受中微子物理实验异常和最近短基线和另一个中微子实验的振荡数据的启发，实现一个额外的中微子味道似乎是有利的。这种额外的味道可能会改变当前数据采集和下一代$(ββ)_{0ν}$ -衰变实验的可观察$|m_{ββ}|$，该实验旨在探测并可能观察参数空间的逆序区域（$|m_{ββ}| \simeq 10^{-2}$ eV）。这一观察将允许建立超越标准模型的物理学和像轻子数破坏和中微子的马约拉纳性质这样的现象。对于质谱的排序（正序和逆序），该可观察值（$|m_{ββ}|$）的范围没有很好地定义。为了精确地定义三种活跃中微子态的范围，已经进行了几次尝试。为了对比这个范围，我已经与一个额外的质量状态，$ν_{4}$和它的效果与CP破坏Majorana阶段的各种组合，考虑到IO情况下的中微子振荡参数的更新数据的可观察性。基于Monte Carlo技术，使用无菌参数的第四Majorana-Dirac相位获得了一个参数区域，该参数区域导致有效质量低于0.01 eV或0.05 eV，用于计划在不久的将来实验中观察到的反向质量排序情况。
2019-02-10 hep-ph
Decoherence-effects in the neutrino-mixing mechanism: active and sterile neutrinos in the three flavor scheme
本文分析了类超新星环境中量子退相干对中微子极化矢量进动的影响。为了进行研究，我们已经确定了极化矢量的时间依赖性，通过求解不同的中微子混合方案的运动方程。计算结果表明，退相干的开始强烈依赖于所采用的混合方案的参数。作为例子，我们考虑了：a）活动中微子之间的混合和b）活动端无菌中微子之间的混合。
2018-07-10 astro-ph.HE hep-ph
Sterile neutrinos in the Milky Way: Observational constraints
我们考虑通过观察银河系晕来约束衰减的暗物质的可能性。具体来说，我们使用钱德拉空白天空观测约束参数空间的不育中微子。我们发现，参数空间中的宽带仍然是开放的，留下不育中微子作为一个很好的暗物质的候选者。
2006-03-24 astro-ph hep-ph
Heavy sterile neutrinos: Bounds from big-bang nucleosynthesis and SN 1987A
宇宙学和天体物理学的影响，重（10 - 200兆电子伏）不育狄拉克中微子，与活跃的混合，被认为是。从超新星和大爆炸核合成的质量和混合角的界限。
2000-08-17 astro-ph hep-ph
Type-II Supernovae and Neutrino Magnetic Moment
目前的太阳和大气中微子数据与LSND的结果和热暗物质（HDM）的存在一起表明，在eV尺度上存在无菌中微子。我们重新分析了II型超新星中中微子磁矩引起的共振{ \sl sterile}中微子转换效应。我们分析了$ν_e-ν_s$和$\barν_e-\barν_s$（$ν_s$表示无菌中微子）转换对超新星激波再加热、SN 1987 A探测到的$\barν_e$信号和$r$过程核合成假说的意义。利用合理的磁场分布，我们确定了这三个参数对相关中微子参数，即跃迁磁矩和$ν_e-ν_s$质量差$Δm^2 \equiv Δm^2_{LSND/HDM}$的敏感性
1999-01-13 astro-ph hep-ph
Constraining neutrino oscillation parameters with current solar and atmospheric data
考虑到太阳nu_e和大气nu_mu都可能转化为活性中微子和惰性中微子的混合物，我们分析了最近的太阳、大气和反应堆数据对确定中微子振荡参数的影响。我们使用最新的全球太阳中微子数据，包括1496天的超K中微子数据样本，我们详细调查的SNO中性电流，光谱和白天/夜晚的数据进行分析，也只使用充电电流率从SNO的影响。KamLAND的前145.1天的数据对确定太阳中微子参数的影响也进行了详细讨论。我们证实了太阳+反应堆数据对太阳中微子问题的纯活性LMA-MSW解的明显偏好，并得出LOW、VAC、SMA和Just-So ^2解都是不利的，Δ chi ^2分别为22、22、36、44。此外，我们发现，全球太阳数据约束的混合物的不育中微子在99%CL小于43%。通过对大气数据进行改进的拟合，我们还更新了相应区域的振荡参数。我们发现，最近的大气Super-K（1489天）和MACRO数据有很强的影响，约束无菌成分在大气振荡：如果nu_mu被限制到大气质量状态，只有16%的无菌混合物被允许在99%CL，而在无约束的情况下，得到了35%的约束。与纯活动情况相比，纯无菌振荡是不利的，Δ chi ^2 = 34.6。
2003-04-03 hep-ph
Lifting the core-collapse supernova bounds on keV-mass sterile neutrinos
我们探讨了超新星核心中电子与keV质量的无菌中微子混合引起的能量和熵输运以及轻子数的变化。我们开发了一个径向和时间依赖的治疗的无菌电子中微子混合，包括普通物质的影响，无菌和电子反中微子之间的再转换，以及碰撞生产的无菌粒子的第一次。由于无菌粒子的生产对核心的组成和热力学性质的动力学反馈只会导致大混合角超新星物理学（$\sin^2 2 θ> 10^{-10}$）的重大影响。我们的研究结果表明，在超新星核心的电子无菌转换物理学的自洽评估将放松的界限上的无菌中微子混合参数在文献中报道的混合角小于$10^{-6}$，留下的参数空间的质量和混合角的无菌中微子相关的暗物质搜索不受超新星的约束。
2020-07-07 astro-ph.HE 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
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 the mass-spectra in the presence of a light sterile neutrino from absolute mass-related observables
本文研究轻惰性中微子不同质量谱对中微子绝对质量相关观测量（宇宙学质量之和、β衰变有效质量、无中微子双β衰变有效马约拉纳质量）的影响，并利用当前约束及KATRIN、Project-8、nEXO等未来灵敏度排除部分情景。
2024-05-07 hep-ph
Neutrino induced reactions in core-collapse supernovae: effects on the electron fraction
中微子引发的反应是恒星演化等天体物理过程的基本组成部分。中微子振荡的存在会影响核电弱衰变的速率，而核电弱衰变参与了决定恒星命运的事件链。在感兴趣的过程中，核心坍缩超新星中重元素的产生强烈依赖于中微子性质，例如不同种类中微子之间的混合。在这项工作中，我们研究了中微子振荡对电子分数作为中微子混合参数的函数的影响，两个计划：$1+1$计划（一个活动中微子和一个无菌中微子）和$2+1$计划（两个活动中微子和一个无菌中微子）。我们已经进行了这种分析，考虑核心坍缩超新星，并确定所需的物理条件，以激活核反应链参与r-过程。我们发现中微子与物质的相互作用以及它们之间的相互作用以及中微子球中初始的无菌中微子数量可能会改变电子分数，从而影响r过程的开始。我们已经设置了约束的活性-无菌中微子混合参数。它们是质量差平方$Δm^2_{14} $、混合角$\sin^2 2θ_{14}$和惰性中微子占据的阻碍因子$ξ_s $。计算已进行了不同值的$X_α$，这是部分的$α$ -粒子。对于$X_α=0$，如果是$Δm^2_{14} \geq 2 \, {\rm eV}^2 $、$\sin^2 2θ_{14} < 0.8 $和$ξ_s < 0.5$，则发生r过程。对于较大的$X_α$值，参数的区域大大减小。目前的结果进行了比较，在文献中的结果。
2018-08-09 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Two-dimensional models of core-collapse supernova explosions assisted by heavy sterile neutrinos
本文构建含τ中微子与150–200 MeV重惰性中微子混合的二维核心坍缩超新星模型，发现其衰变可增强爆炸能量与镍质量，并产生约80 MeV的τ反中微子特征信号。
2024-06-14 astro-ph.HE hep-ph
What are sterile neutrinos good for?
从表面上看，目前的实验数据表明存在一种新的粒子，即无菌中微子，它在标准模型规范群下必须是单线态。虽然它们无法通过传统手段检测到，但这些粒子对粒子天体物理学和宇宙学有着有趣的可观察结果。在这里，我们研究这些影响，并讨论，特别是，不育中微子暗物质和物质增强的活性-不育中微子转换和超新星中重元素的合成之间的关系。
2000-03-05 astro-ph hep-ph
Sterile neutrinos and supernova nucleosynthesis
研究了超新星爆发中不育中微子在r过程核合成中的作用。以前有人认为，如果超新星是重元素的起源，那么中微子混合的大部分可以排除。结果表明，转换为不育中微子可能会避开这些限制。这种转换可以提高核合成的可能性进行了研究。所需的质谱与其他观察到的现象，如太阳中微子问题，大气中的中微子问题，暗物质和LSND信号建议中微子质量是一致的。
1995-11-15 astro-ph hep-ph nucl-th
Constraining spacetime variations of nuclear decay rates from light curves of type Ia supernovae
褪色的Ia型超新星的光度是由56 Ni和56 Co的放射性衰变决定的。衰变率与费米耦合常数G_F成正比，因此，由Brout-Englert-Higgs场的真空期望值v决定。我们使用公开的Ia型超新星的光变曲线在不同的红移限制可能的时空变化的56 Ni衰变率。由此产生的约束不是很紧;然而，它是唯一的直接约束的变化的红移到z~1。我们讨论了该结果在寻找G_F和v的非恒常性中的潜在应用。
2015-05-12 astro-ph.CO hep-ph
Supernova Gamma-Ray Constraints from Heavy Sterile Neutrino Decays
本文改进超新星重惰性中微子衰变的γ射线通量计算，重估SN1987A与弥散γ射线背景约束，并评估现有及未来望远镜对极小混合角的探测能力。
2025-03-17 astro-ph.HE hep-ph
Constraining high-energy neutrinos from choked-jet supernovae with IceCube high-energy starting events
不同类型的核塌缩超新星（SNe）被认为是高能宇宙中微子的候选源。剥离信封SNe，包括高能事件，如超新星和超发光SNe，是特别感兴趣的。它们可能含有相对论喷流，能够解释伽马射线暴、低光度伽玛暴、超长伽玛暴和宽线Ib/c型超新星的多样性。使用六年的冰立方数据的高能量启动事件（HESE），我们进行了一个unbinned极大似然分析，以寻找空间和时间的巧合与222个样本的SNe Ib/c。我们发现，目前的数据是一致的背景唯一的假设，我们把新的上限约束的各向同性等效能量的宇宙射线，${\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
A Sterile Neutrino Needed for Heavy-Element Nucleosynthesis
中微子质量混合方案成功地避免了“阿尔法效应”，允许在超新星的中微子加热的喷出物中进行r-过程核合成，完全独立地需要与最适合当前所有中微子质量指示的方案相同的参数。对粒子物理学的意义在于这一独立证据表明：（1）至少有一个轻无菌中微子nu_s;（2）从较低质量nu_mu-nu_s双重态分裂出近最大混合nu_mu-nu_tau双重态;（3）nu_mu-nu_e混合>~ 10^-4;（4）双峰之间的分裂（通过nu_mu-nu_e质量差测量）>~ 1 eV^2，有利于LSND范围的上部。如果正确的话，那么质量微小的中微子与无菌物质混合，对大质量物体和最重元素的产生深远的影响，这是诱人的。
2000-03-24 hep-ph
Fission Cycling in Supernova Nucleosynthesis: Active-Sterile Neutrino Oscillations
我们研究了在超新星核后反弹中微子驱动的风环境中的核合成的存在下，活跃的不育中微子转换。我们考虑了在一定混合参数范围内的活性-惰性中微子振荡：真空质量平方差为0.1 eV^2 < dm^2 < 100 eV^2，真空混合角为sin ^2（2 θ_v）> 10^-4。我们发现一个一致的r-过程模式的大范围的混合参数，是在粗略的协议与晕星CS 22892-052丰度和图案的形状是由裂变循环。我们发现r-过程峰形成的允许区域与LSND和NSBL（3+1）的允许区域重叠。
2006-02-26 astro-ph hep-ph nucl-th
Evolution of Tau-Neutrino Lepton Number in Protoneutron Stars due to Active-Sterile Neutrino Mixing
本文提出一种近似方法，研究核心坍缩超新星原中子星中τ中微子与惰性中微子的混合，追踪τ轻子数演化，并讨论进一步精确研究的改进方向。
2023-09-22 astro-ph.CO hep-ph
Sterile sector impacting the correlations and degeneracies among mixing parameters at the Deep Underground Neutrino Experiment
本文研究 DUNE 探测活性-惰性中微子混合的能力，通过解析振荡概率、GLoBES 近远探测器联合拟合及不同束流与运行时间组合，展示了带电流和中性流相互作用对宽质量平方差范围内惰性参数约束灵敏度的提升。
2025-02-07 hep-ex hep-ph
Probing oscillations into sterile neutrinos with cosmology, astrophysics and experiments
我们进行一个彻底的分析产生的振荡信号由一个额外的无菌中微子，扩展以前的分析在简单的限制情况下，包括建立活跃的中微子之间的振荡的影响。我们考虑以下探测：太阳中微子、大气中微子、反应堆中微子和束中微子、大爆炸核合成（氦-4、氘）、宇宙微波背景、大尺度结构、超新星、来自其他天体物理源的中微子。我们发现没有证据表明，在目前的数据中，一个不育的中微子，确定仍然允许的区域，并研究未来的实验可以最好地探测它们：亚兆电子伏的太阳能实验，更精确的研究CMB或BBN，未来的超新星爆炸等，我们讨论如何LSND暗示强烈不赞成（标准）宇宙学的约束。
2004-11-29 astro-ph hep-ex hep-ph
A New Fit to Solar Neutrinos Using Extra Dimensions
中微子质量混合方案定性地解释了所有关于中微子质量的现有证据（太阳和大气中微子亏损、LSND和热暗物质），并且也使超新星的重元素核合成成为可能，这需要至少一个轻的无菌中微子。具有亚毫米额外维度的弦模型提供了自然轻的无菌中微子，这是解释太阳nu_e赤字所需要的。与传统的中微子模型相比，这种无菌中微子的零模真空振荡和前几个Kaluza-Klein模的MSW振荡更好地拟合了太阳数据。虽然对超级神冈能谱的预测给出了73%的拟合概率，但SNO带电电流谱的优越能量分辨率将决定这种中微子方案是否正确，并可以证明存在约60 μ m的额外维度。如果是这样的话，对超新星、超高能宇宙射线、双β衰变和暗物质都有重要的意义。
2001-05-25 hep-ph
Constraining the onset density for the QCD phase transition with the neutrino signal from core-collapse supernovae
本文在核心坍缩超新星的天体物理模拟中研究高重子密度下的一阶强子-夸克物质相变，发现以电子反中微子为主的非标准第二次中微子爆发可揭示相变起始密度，并经验性地建立线性关系，为未来银河系超新星中微子观测约束QCD相变起始密度提供依据。
2024-03-27 astro-ph.HE hep-ph
Probing neutrino oscillations from supernovae shock waves via the IceCube detector
本文分析了激波通过超新星时产生的随时间变化的中微子振荡信号，包括三个活跃中微子的情况和两个额外的惰性中微子的情况。它示出，即使没有味道识别和能量测量，详细的信息的中微子的质量和混合角可以获得与具有优良的时间分辨率的探测器，如冰立方。这样的信号也将提供有关超新星内部冲击波性质的重要信息。
2006-09-27 astro-ph hep-ex hep-ph
Absolutely Scintillating: constraining $ν$ mass with black hole-forming supernovae
本研究利用黑洞形成型超新星中微子信号的尖锐截断，结合飞行时间效应，在JUNO等液体闪烁体探测器上实现对绝对中微子质量的模型无关约束，灵敏度达$m_ν<0.39$ eV。
2023-11-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Checking T and CPT violation with sterile neutrino
在LSND之后，不育中微子引起了人们的关注，并促使高能物理、天文学和宇宙学研究标准模型之外的物理，考虑最小的3+1（3个活跃和1个不育）到3+N中微子方案。本文导出了3+1中微子方案的中微子转换几率的解析方程。在这里，我们试图探索中微子工厂中四味中微子方案T和CPT破坏的可能信号。分析中考虑的无菌参数值取自两种不同类型的中微子实验，即长基线实验和反应堆+大气实验。在这项工作中，黄金和发现通道被选为调查的T违反。在观测T破坏的同时，我们规定，在50 GeV能量下工作的中微子工厂有可能在所考虑的基线范围（3000 km-7500 km）内观测到T破坏特征。对于正常的中微子质量等级（NH），随着能量的增加，中微子工厂抑制CPT破坏的能力增强。具有500 kt-yr曝光时间的中微子工厂将能够捕获具有3 $ σ$能级的$ δc_{31}\geq 3.6\times10^{-23} $ GeV的NH和具有3 $ σ$能级的$ δc_{31}\geq 4\times10^{-23} $ GeV的IH的CPT违反。
2016-05-14 hep-ph
Sterile neutrinos at the CNGS
我们研究了CNGS束在约束一个模型的参数空间中的潜力，该模型具有一个由$\mathcal{O}(\eVq)$质量平方差$\Dmq_\Sbl$从三个活跃中微子中分离出来的无菌中微子。我们使用OPERA探测器作为参考进行分析（我们的分析可以升级，包括对ICARUS探测器的详细模拟）。我们指出，在CNGS束上，约束无菌中微子参数空间的最大潜力的通道是$ν_μ\to ν_τ$。其原因有两个：第一，控制这种振荡的活性-无菌混合角受目前实验的约束较小;第二，这是OPERA和ICARUS设计的信号，因此受益于极低的背景。在我们的分析中，我们还考虑了$ν_μ\to ν_e$振荡。我们发现，CNGS寻找无菌中微子的潜力受到束流名义强度的限制，但随着中微子通量增加2到10倍，它会显着增强。在这种情况下，来自两个通道的数据使我们能够进一步约束四中微子模型参数空间。我们的结果适用于任何值的$\Dmq_\Sbl \gtrsim 0.1 \eVq$，\textit{i.e.}时，由这个质量平方差驱动的振荡平均。我们还检查了$θ_{13}$的束缚，可以把在CNGS不受可能存在的不育中微子。
2007-10-11 hep-ph
Bounds on Resonantly-Produced Sterile Neutrinos from Phase Space Densities of Milky Way Dwarf Galaxies
我们研究了银河系矮球状星系（dSphs）相空间密度中共振产生的无菌中微子暗物质的边界。边界的结果从推导的暗物质粗粒度的相空间密度从恒星的运动学，这使我们能够探索从一些最紧凑的dSphs的边界，而不会遭受分辨率的限制，从N体模拟，传统的方法。我们发现，最强的约束来自非常紧凑的dSphs，如Draco II和Segue 1。我们还预测了一些dSPH候选人，还没有相关的恒星运动学数据的约束力，并表明，他们可以提高边界，如果他们被证实是高度暗物质为主的系统。我们的研究结果表明，紧凑的dSphs提供了重要的约束不育中微子暗物质，可与其他方法相比，使用银河系卫星计数。特别是，如果从目前或未来的调查中发现更紧凑的系统，如LSST或HSC，应该有可能测试解释3.5 keV X射线线信号与7.1 keV无菌中微子粒子衰变的模型。
2017-12-13 astro-ph.CO hep-ph
Sterile Neutrino Hot, Warm, and Cold Dark Matter
计算了早期宇宙中无菌中微子的非相干共振和非共振散射产生。我们发现范围内的不育中微子质量，真空混合角，和初始轻子数，使这些物种构成可行的热，暖，冷暗物质（HDM，WDM，CDM）的候选人，满足观测的限制。这里考虑的约束包括核心坍缩超新星的能量损失，大爆炸核合成时的能量密度极限，以及来自无菌中微子衰变的限制：来自观测到的宇宙微波背景各向异性，弥漫的河外背景辐射和Li-6/D的过量生产。我们的计算明确包括物质效应，有效的混合角抑制和增强（MSW共振），以及量子阻尼。我们第一次正确地包括所有有限的温度效应，相对论自由度的湮灭或消失所导致的稀释，以及粒子-反粒子对（μ子，τ子，夸克）在早期宇宙高温下的散射率增强效应。
2001-05-11 astro-ph hep-ex hep-ph
Measuring growth index in a universe with sterile neutrinos
广义相对论（GR）的一致性检验可以通过约束的增长指数$γ$使用红移空间失真（RSD）的测量结合其他观测。在以往的研究中，发现在2- 3 $σ$能级上$γ\approx 0.55$的GR期望值有偏差，本文重新考虑了在无中微子宇宙中对$γ$的测量。利用RSD测量结合宇宙微波背景数据（普朗克温度数据和WMAP 9年偏振数据）、重子声学振荡数据、哈勃常数直接测量、普朗克Sunyaev-Zeldovich星系团计数数据和星系切变数据，对不育中微子宇宙学模型进行了约束.我们得到了生长指标$γ=0.584^{+0.047}_{-0.048}$的约束结果，与GR期望值的一致性很好（一致性在0.6 $σ$水平上）。对于无菌中微子的参数，我们得到了$N_{\rm{eff}}=3.62^{+0.26}_{-0.42}$和$m_{ν,{\rm{sterile}}}^{\rm{eff}}=0.48^{+0.11}_{-0.14}$ eV。我们还考虑了BICEP 2数据，并使用张量模式对模型进行了分析。得到了类似的拟合结果，表明一旦宇宙中考虑了轻不育中微子，GR将与当前的观测结果很好地一致。
2014-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
