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
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
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$10^{-10} \lesssim |U_{μ4}|^2 \lesssim 10^{-8}$（$3\times 10^{-7} \lesssim |U_{μ4}|^2 \lesssim 8 \times10^{-7…
2021-08-03 hep-ph
Heavy Sterile Neutrinos in Tau Decays and the MiniBooNE Anomaly
MiniBooNE实验的当前结果显示了指示中微子振荡的过量事件，但只有当一个超出标准的3族场景时。最近，人们对这些事件给出了一种不同的解释，不是用振荡来解释，而是用具有大跃迁磁矩的大质量无菌中微子的产生和衰变来解释。我们研究了这种无菌中微子在稀有衰变$τ^- \rightarrow μ^- μ^+ π^- ν$和$τ^{-}\rightarrow μ^{-} μ^{+} e^{-} νν$中的作用。我们发现，搜索这些衰变具有位移顶点之间的$μ^-$和其他带电粒子，构成了很好的测试的存在的不育中微子提出解释MiniBooNE异常。这些搜索可以用现有的实验数据来完成。
2011-10-25 hep-ex hep-ph
Using MiniBooNE neutral current elastic cross section results to constrain 3+1 sterile neutrino models
MiniBooNE中性电流弹性（NCEL）的截面的结果被用来提取限制在$Δm^{2}-\sin^{2}\vartheta_{μs}$平面的3+1无菌中微子模型的质量分裂$0.1 \leq Δm^{2} \leq 10.0$ eV $^{2}$。GENIE与MiniBooNE采用的截面模型一起使用，通过对MiniBooNE靶材料CH $_{2}$进行模拟来预测事件发生率。轴向质量在所有拟合中都是自由参数。无菌修改的通量和变化的截面在模拟中将两者联系起来，并允许使用截面结果对无菌中微子混合设置限制。大轴向质量问题使得实验必须执行其自身的轴向质量拟合，但是如果无菌和截面模型参数不独立，则对相同数据集的先前拟合可能掩盖无菌振荡信号。我们发现，对于NCEL数据集有显着的无菌和截面模型参数之间的相关性，使适合两个模型同时获得强大的结果是必要的。如果不这样做，则会导致无菌参数的限值超出保证限值。本文讨论了MiniBooNE能区带电准弹性截面（CCQE）和NCEL截面的不确定性对中性中微子测量所带来的一般性问题。
2014-01-10 hep-ex hep-ph
Using MiniBooNE NCEL and CCQE cross section results to constrain 3+1 sterile neutrino models
MiniBooNE NCEL和CCQE横截面测量（中微子运行）被用来设置限制在$Δm^{2}-\sin^{2}\vartheta_{μs}$平面的3+1无菌中微子模型与质量分裂$0.1 \leq Δm^{2} \leq 10.0$ eV $^{2}$。使用GENIE，相对论费米气体模型，与$E_ν$和测量的重建量。探讨了截面模型中的不确定性及其对无菌中微子极限的影响，并通过同时拟合无菌参数和轴质量截面参数得到了稳健的无菌中微子极限.
2014-12-01 hep-ex hep-ph
MiniBooNE and a (CP)^2 = -1 sterile neutrino
人们想当然地认为，观测到两个独立的质量平方差必然会将潜在的质量本征态的数量固定为三个，而增加一个无菌中微子会提供额外的质量平方差。这封信的目的是要论证，如果我们考虑一个属于（CP）^2 =-1扇区的无菌中微子成分，那么上述两种说法都是错误的。我们还概述了这里报告的结果，结合即将到来的MiniBooNE数据和其他实验，可以帮助解决无菌中微子的CP性质的问题，如果这样的组件确实存在。
2007-02-23 hep-ex hep-ph
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
A sterile neutrino at MiniBooNE and IceCube
我们讨论的可能性，约50兆电子伏的质量稍微混合的μ子味的无菌中微子可能是MiniBooNE异常的起源。我们表明，它的生产在大气中的一小部分的K介子衰变将意味着过剩的包含阵雨在冰立方从下行和近水平方向。
2014-02-04 astro-ph.HE hep-ex 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
On Sterile neutrino explanation of LSND and MiniBooNE anomalies
我们研究现有的实验数据和最近提出的解释LSND和MiniBooNE异常，给出的无菌中微子$N$的衰变是由辐射模式为主的条款之间的兼容性。我们发现，目前的实验数据$τ\rightarrow μννγ$衰变是兼容的不育中微子参数所需的解释的异常，但$K\rightarrow μνγ$显示与这些参数的边缘张力。我们还提出了辐射$K$衰变的实验削减，可以更好地测试无菌中微子假设。最后，我们研究了这种不育中微子对$K\toμνe e$的贡献，发现如果$e^{+}e^{-}$对不变质量的实验切割可以从目前的145 MeV降低到40 MeV以下，对这个过程的测量将为LSND和MiniBooNE异常的不育中微子解释提供有力的检验。
2011-06-08 astro-ph.HE 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
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
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
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
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
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
Confronting the short-baseline oscillation anomalies with a single sterile neutrino and non-standard matter effects
在双中微子$\stackrel{\tiny{(-)}}ν_μ\rightarrow\stackrel{\tiny{(-)}}ν_e$振荡近似下，研究了非标准物质效应下的MiniBooNE中微子、MiniBooNE反中微子和LSND反中微子数据集.我们假设这些效应可以用一个与$L$无关的有效势（$V_s=\pm A_s$）来参数化，该势仅由一个中间的、非弱相互作用（无菌）的中微子态经历，我们假设该中微子态参与振荡，其中$+/-$对应于中微子/反中微子传播。我们详细讨论了这种振荡出现的数学框架，并推导出相关的振荡概率作为真空振荡参数$Δm^2$和$\sin^22θ_{μe}$，以及物质效应参数$A_s$的函数。我们能够成功地拟合所有三个数据集，包括MiniBooNE低能量过剩，具有以下最佳拟合模型参数：$Δm^2=0.47$ eV $^2$，$\sin^22θ_{μe}=0.010$和$A_s=2.0\times10^{-10}$ eV。最佳拟合的$χ^2$ -概率对应于21.6%，与之相比，$A_s$被设置为零的拟合的概率为6.8%，对应于（3+1）无菌中微子振荡模型。我们发现，三个数据集之间的兼容性对应于17.4%，相比之下，$A_s=0$为2.3%。最后，考虑到拟合结果，我们研究了反应堆，太阳能和大气振荡的后果。在本文中，所提出的模型是经验驱动的，但所获得的结果可以直接用于研究各…
2012-02-06 hep-ph
Resonant active-sterile neutrino mixing in the presence of matter potentials and altered dispersion relations
我们研究了由物质、CPT-和Lorentz-违反系数之间相互作用而产生的具有不同能量依赖的共振活性-无菌中微子振荡。新的和实验上可访问的共振中微子振荡现象的预测和可能的影响观察到的，但尚未解释，中微子振荡异常，如LSND和MiniBooNE进行了讨论。
2010-06-16 hep-ph
A cosmologically viable eV sterile neutrino model
MiniBooNE合作最近发布了一份报告，声称已经观察到电子和反电子中微子的过量，具有$4.8 \, σ$ C.L.的意义。以这种方式证实了长期存在的LSND异常。LSND和MiniBooNE联合分析对$6.0\, σ$ C.L.如果这个结果被未来的实验所证实，将会对粒子物理学产生相当大的影响，因为当用中微子振荡来解释这种异常时，至少需要存在一个轻的无菌中微子。碰巧的是，根据标准方案，这种轻无菌中微子与当前的宇宙学数据不相容。这样，要理解这些异常现象，就需要对标准模型进行扩展，使其能够为活跃和惰性中微子产生微小的质量，并将这样的结果与宇宙学重新调和。在这个方向上，一个有趣的提议涉及到存在一个专门与无菌中微子相互作用的秘密扇区。在这项工作中，我们实现了规范的跷跷板机制到标准模型的方式，产生微小的质量的活动和不育中微子，体现了一个秘密部门能够重新调解eV不育中微子与宇宙学。作为其他增益，该机制的实施所需的标量内容提供了对罕见的轻子衰变的贡献，可以容纳μ子的$g-2$，并构成标量单线态，其可以通过希格斯暴胀机制驱动暴胀，而不会出现幺正性损失的问题。
2019-08-25 hep-ph
Parametrization of Seesaw Models and Light Sterile Neutrinos
最近重新计算的中微子通量从核反应堆放松之间的紧张关系LSND和MiniBooNE异常和消失的数据时，解释在无菌中微子振荡。用这样的费米子单线态对标准模型进行最简单的扩展，就是加入具有小马约拉纳质量的右手无菌中微子。即使在引入三个右手中微子的情况下，这种情况也比文献中研究的3+2情况具有更少的自由参数。这就引出了一个问题，即所获得的最佳拟合区域是否可以通过标准模型的这种最简单的扩展来再现。为了解决这个问题，我们设计了一个精确的参数化的标准模型扩展右手中微子。除了通常的3x3中微子混合矩阵和最轻中微子的3个质量外，额外的自由度被编码在另一个3x3幺正矩阵和3个额外的混合角中。参数化包括所有的质量和混合之间的相关性，是有效的超越通常的跷跷板近似。通过这种参数化，我们发现，在3+2的情况下，LSND和MiniBooNE异常的最佳拟合区域确实可以重现，尽管自由度的数量较少。
2011-10-11 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
Signatures of sterile neutrino mixing in high-energy cosmic neutrino flux
即使在MiniBooNE实验的否定结果之后，我们仍然可以有一个（3+1）-方案，其中一个无菌中微子的混合位于MiniBooNE允许的区域内。本文讨论了这种方案对来自宇宙学上遥远天体物理源的高能宇宙中微子的味比的可能影响。结果表明，在原则上仍然有机会观察偏离标准的三味方案的高能宇宙中微子的味道比。建议看到的能量谱，以应付最近由Lipari，Lusignoli和Meloni指出的理论不确定性。强调了$ν_μ-ν_τ$比值对理论不确定性相对不敏感，因此该比值是寻找不育中微子方案特征的关键因素。虽然下一代中微子望远镜中来自一个来源的数据统计估计不足以区分三族和四族方案，但如果我们可以通过以下方式获得统计数据，例如，将来自许多来源的数据相加，则可能具有（3+1）方案的签名。
2008-06-18 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
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
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
Sterile Neutrinos with Altered Dispersion Relations as an Explanation for Neutrino Anomalies
最近，MiniBooNE合作组在（反）μ介子-（反）电子-中微子振荡数据中证实了它的反常过剩.结合LSND实验的长期结果，这相当于标准模型之外的新物理学的6.1西格玛证据。在本文中，我们开发了一个框架，3个活动和3个不育中微子与改变色散关系，提供了一种机制来解释这些异常，而不与其他中微子振荡实验中的异常中微子消失的情况下冲突。
2021-01-29 hep-ph
Atmospheric neutrinos as a probe of eV^2-scale active-sterile oscillations
由于eV^2尺度的活跃-无活动振荡的存在，下行大气ν_μ和{ \bar{ν_μ} }通量会发生显著的变化。我们研究了一个大型液氩探测器和一个大型磁化铁探测器（如拟议的ICAL在INO）对这些振荡的灵敏度。LSND和最近MiniBooNE的结果以及最近重新计算反应堆通量后对反应堆实验的重新分析表明了这种振荡。在ν扇区和{ \bar ν}扇区中也存在无菌状态的其他试探性指示。使用允许的无菌参数范围内的3+1混合框架，以测试这些结果，我们进行了一个拟合假设积极无菌振荡的μ中微子和反中微子部门，并计算振荡排除限制使用大气下行μ中微子和反中微子事件。我们发现（对于ν_μ和{ \bar{ν_μ} }）液态氩探测器、ICAL类探测器或两种探测器的组合分析，在1 Mt/年的曝光量下，对\sin^2 2Θ_{μμ} \geq 0.08的参数空间区域（0.1 < Δm^2 < 5 eV^2）提供了显著的灵敏度。因此，大气中微子实验可以在这些区域提供互补覆盖，结合其他实验对这些参数的限制，提高灵敏度极限。我们还分析了仅使用μ子反中微子事件的边界，并将其与MiniBooNE的结果进行比较。
2012-07-28 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
Short Baseline Neutrino Oscillations and a New Light Gauge Boson
本文考虑一个含有三个额外的惰性中微子和规范B-L相互作用的中微子振荡模型。我们发现允许值的模型参数，可以调和的反μ中微子反电子中微子转换的证据，在LSND中微子振荡实验的MiniBooNE实验的零结果的结果。在MiniBooNE观测到的部分低能过剩电子中微子事件可以自然产生，并对MiniBooNE即将出现的反中微子振荡结果进行了定量预测.
2007-12-21 hep-ph
Short-Baseline Active-Sterile Neutrino Oscillations?
我们认为，在LSND实验和镓放射源实验中观察到的异常现象可能是由大约20 ~ 30 eV ^[2]的大平方质量差产生的中微子振荡造成的。我们考虑最简单的3+1四中微子方案，它也可以容纳所观察到的太阳和大气中微子振荡。我们指出，在这个框架下，nu_e和nu_mu在短基线中微子振荡实验中的消失主要是由于活跃-不育跃迁。本文完成后出现的第一个MiniBooNE结果的影响，在附录中进行了讨论。
2007-07-03 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
Severe Constraints on New Physics Explanations of the MiniBooNE Excess
MiniBooNE实验最近报道了一个异常的4.5 $σ$过量的电子类事件，与短基线处$ν_μ$束的$ν_e$外观一致。由于缺乏相应的$ν_μ$消失的观察，需要在涉及不育的味道振荡的情况下，有强烈的动机，这种异常的替代解释。我们认为观察到的类电子信号实际上可能是由于假设的新粒子，这并不涉及中微子产生或振荡的新来源。我们发现，在完整的MiniBooNE数据集，包括中微子模式，反中微子模式和束流收集模式，电子类事件的能量和角分布，严重限制，并在某些情况下排除，新的物理场景作为对所观察到的中微子和反中微子模式过剩的解释。具体来说，新粒子在探测器中发生衰减（可见或半可见）或弹性散射的情况是非常不受欢迎的。使用通用的运动学参数，本文扩展了现有的MiniBooNE结果和解释，以彻底约束以前未考虑的新的物理签名，并强调了MiniBooNE束流收集器搜索的力量，以进一步约束模型的过剩。
2019-08-07 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
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
The simplest 3+2 model with two light sterile neutrinos
描述了最简单的3+2中微子模型，其中两个轻的惰性中微子与三个活跃中微子非常弱地混合，并且相互之间根本不混合，而可能的LSND效应的质量平方标度由m_5^2 - m^2_4提供（ν_4和ν_5是与两个惰性中微子ν_s和ν_{s '}的存在有关的两个额外质量中微子）。在解释LSND效应方面，3+2模型并不比最简单的3+1中微子模型更好，在3+1中微子模型中，一个轻的无菌中微子与三个活性中微子非常微弱地混合，而可能的LSND效应的质量平方标度由m_4 ^2- m^2_1给出（ν_4表示由于无菌中微子ν_s而存在的额外质量中微子）。然而，一个小的LSND效应的顺序O（$10^{-3}$）的振幅不排除本（前MiniBooNE）的数据。
2005-06-10 hep-ph
Sterile neutrinos with neutrino telescopes
对轻无菌中微子的研究是由在短基线实验中意外观察到电子中微子出现而激发的，例如液体闪烁中微子探测器（LSND）和迷你助推器中微子实验（MiniBooster Neutrino Experiment）。鉴于这些意想不到的结果，一项利用自然和人为来源寻找光-质量平方差约为1 eV $^{2}$ -无菌中微子的活动正在进行中。在天然来源中，大气中微子提供了一个独特的门户，以寻找无菌中微子由于广泛的基线能量比，$L/E$，并存在显着的物质效应。由于大气中微子通量随能量迅速下降，研究其最高能量成分需要十亿吨级中微子探测器。这些探测器-通常被称为中微子望远镜，因为它们被设计用于观察微小的天体物理中微子通量-已经进行了光无菌中微子的搜索，迄今为止没有发现任何重要的信号。本文简要介绍了利用中微子望远镜在固态和液态水中寻找轻贫中微子的现状。
2021-11-05 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
$SU_{L}(4)\times U(1)$ model for electroweak unification and sterile neutrinos
在不含带奇异电荷的费米子的电弱统一定域规范群$SU_{L}(4)\times U(1)$中，研究了中微子物理中的一些基本问题，如新的能量标度、中微子质量与最轻荷电费米子质量之间的巨大差距、eV质量范围内可能存在无菌中微子等.结果表明，中微子的质量谱可以与其它费米子的质量谱解耦。进一步的正常跷跷板机制的中微子，右手中微子马约拉纳质量为$M\gg M_{\text{weak}}$以及一个新的eV尺度可以容纳。eV尺度的跷跷板可能会在液体闪烁中微子探测器（LSND）和MiniBooNE（MB）实验结果以及未来的中微子实验中表现出来。
2008-06-22 hep-ph
Generating $θ_{13}$ from sterile neutrinos in $μ- τ$ symmetric models
在中微子振荡实验中观察到的$θ_{13}$混合角的小可以通过中微子质量矩阵中近似的$μ- τ$交换对称性来理解。利用最近的中微子振荡数据，但假设没有\textit{CP}破坏，我们研究了$μ-τ$破缺参数空间，以建立这种破缺可能有微扰起源的条件。根据这样得到的条件，我们建议，一个不育中微子，匹配LSND/MiniBooNE中微子振荡的结果，可以提供必要的成分，以适当地固定大气和$θ_{13}$混合角可观察到的值，而不超过不育中微子分数约束在太阳振荡。在这样的情况下，我们分析了第四中微子的预测有效的$m_{ee}$马约拉纳质量参数的一般效果。
2015-10-07 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
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
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
Measuring Active-Sterile Neutrino Oscillations with a Stopped Pion Neutrino Source
光不育中微子的存在问题在粒子物理学、天体物理学和宇宙学的许多领域都引起了极大的兴趣。此外，如果费米实验室的MiniBooNE实验证实了LSND振荡信号，那么需要新的测量来确定这些振荡的机制。可能性包括无菌中微子、CP或CPT破坏、变质量中微子、洛伦兹破坏和额外维度。在本文中，我们考虑在停止的π中微子源的实验，以确定是否积极的无菌中微子振荡与delta-m大于0.1 eV 2可以解释的信号。通过利用π ~+衰变的终止产生单能nu_μ源，并测量中性电流反应nu_x +12 C-> nu_x +12 C * 的速率与源距离的函数关系，我们证明了可以进行有效的无活性中微子振荡的检验。
2005-09-21 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 Neutrinos in String Derived Models
MiniBooNE合作最近报告了无菌中微子存在的进一步证据，这意味着与左手活动中微子的大量混合，并且具有可比的质量尺度。我认为，虽然不育中微子可能会自然地出现在大体积弦模型，他们证明了更多的挑战，在异质弦模型，复制大统一理论结构的标准模型物质状态。杂合弦模型中的不育中微子可能意味着存在额外的10- 100 TeV的阿贝尔规范对称性。
2018-10-31 hep-ph hep-th
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
Sterile Neutrinos with Secret Interactions -- Cosmological Discord?
短基线中微子振荡实验中的几个长期存在的异常现象-最近由MiniBooNE的新数据证实-导致了可能存在额外的“无菌”中微子物种的假设。这种类型的模型面临着严格的宇宙学约束，并且已经提出了一些想法来避免这些约束。其中最广泛讨论的是中微子领域所谓的“秘密相互作用”模型。在这些模型中，假设无菌中微子与新的相互作用耦合，该相互作用通过有限温度效应动态抑制它们在早期宇宙中的产生。最近，有人认为，证明这一设想可行性的原始计算需要改进。在这里，我们相应地更新了arXiv：1310.6337 [JCAP 1510（2015）no.10，011]的早期结果。我们证实，以前的大部分开放的参数空间的秘密相互作用，实际上是排除了宇宙学的限制中微子质量的总和和活动中微子的自由流动。然后，我们讨论可能的修改香草的情况下，将调和不育中微子与宇宙学。
2018-06-27 hep-ph
