Collisional production of sterile neutrinos via secret interactions and cosmological implications
无菌中微子之间的秘密相互作用最近被提出来作为一种逃避途径，以调和eV无菌中微子的暗示，从短基线异常与宇宙学观测。特别是在耦合g_X \gtrsim 10^{-2}和规范玻色子介体$X$与$M_X \lesssim 10$ MeV的模型中，在中微子退耦之前，大的物质势抑制了无菌中微子的产生。在这样的参数范围选择下，大爆炸核合成是保持不变的，也没有给模型带来任何限制。然而，我们表明，在较低的温度下，当活跃的无菌振荡不再是物质抑制，无菌中微子仍然在碰撞制度，由于他们的秘密自相互作用。真空振荡和碰撞之间的相互作用导致了散射诱导的消相干产生的不育中微子的快速。这个过程是不同中微子种类之间味道平衡的原因。我们探讨了这种大的不育中微子人口的宇宙学观测值的影响。我们发现，强秘密相互作用的签名将减少中微子的有效数量$N_{\rm eff}$在物质辐射平等下降到2.7。此外，对于$M_X \gtrsim g_X$ MeV，无菌中微子在变为非相对论性之前将是自由流，它们将影响大尺度结构功率谱。因此，对于这个范围内的参数，我们发现一个紧张的eV质量无菌状态与宇宙学中微子质量边界。
2014-12-16 astro-ph.CO hep-ph
Origin of Sterile Neutrino Dark Matter via Vector Secret Neutrino Interactions
秘密的中微子相互作用在暗物质的起源中起着至关重要的作用。我们提出了一个解剖的无菌中微子暗物质，keV尺度的规范单态费米子，与活跃的中微子混合的生产机制，在一个新的矢量玻色子介导的秘密活跃的中微子之间的相互作用。我们确定了三个制度的矢量玻色子的质量和耦合，使不同的影响暗物质生产通过色散关系和/或散射率。我们还分析了具有类似暗物质宇宙学但不同矢量玻色子现象学的规范$L_μ-L_τ$和$B-L$数的模型。我们推导出这些模型中的参数空间，其中所观察到的遗迹丰度产生的不育中微子暗物质。它们是即将进行的实验性搜索的目标。
2021-01-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Sterile Neutrinos with Secret Interactions - Lasting Friendship with Cosmology
质量约为1 eV的惰性中微子与活性中微子的混合量级为10%，被认为是解决中微子振荡数据异常的一种方法，但受到宇宙学限制。最近的研究表明，如果无菌中微子耦合到一个新的兆电子伏尺度的规范玻色子A '，这些约束是可以避免的。然而，当中微子退耦后，A '介导的碰撞过程导致有效的活性中微子到无菌中微子的转换时，即使这种情况也受到结构形成约束的限制。鉴于此，我们重新评估在本文中的可行性与这种“秘密”的相互作用的不育中微子。我们仔细剖析了它们在早期宇宙中的演化，包括各种生产渠道和预期的修改大尺度结构形成。我们认为，在参数空间中有两个区域-一个在非常小的A'耦合，一个在相对较大的A'耦合-在大爆炸核合成（BBN），宇宙微波背景（CMB），和大尺度结构（LSS）的数据的所有约束都得到满足。有趣的是，如果A'玻色子也与宇宙中的暗物质耦合，那么大的A'耦合区域正是先前被证明对暗物质晕的小尺度结构具有潜在重要影响的区域。
2015-05-11 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic microwave background constraints on secret interactions among sterile neutrinos
电子伏无菌中微子之间的秘密接触相互作用，介导的是一个巨大的规范玻色子$X$（与$M_X \ll M_W$），其特征是规范耦合$g_X$，已被提出作为一种手段，以协调宇宙学观测和短基线实验室异常。我们使用最新的普朗克数据约束这种情况下的宇宙微波背景各向异性，和测量的重子声振荡（BAO）。我们一直包括秘密相互作用对宇宙学扰动的影响，即中微子流体中密度和压力波动的增加，并且仍然发现秘密相互作用框架和宇宙学之间存在严重的紧张关系。事实上，考虑到通过秘密相互作用的中微子散射，我们得出了我们自己的质量约束的无菌中微子和发现（在95% CL）$m_s < 0.82$ eV或$m_s < 0.29$ eV从普朗克单独或结合BAO，分别。这些限度证实了与实验室异常的差异。此外，在接触相互作用的限制下，我们将有效强度$G_X$约束为Planck（Planck+BAO）的$ < 2.8 (2.0) \times 10^{10}\,G_F$。这一结果，连同质量约束，强烈反对该地区的$M_X \sim 0.1$兆电子伏和相对较大的耦合$g_X\sim 10^{-1}$，以前表示为一个可能的解决方案的小尺度暗物质的问题。
2017-07-12 astro-ph.CO hep-ph
Inflation, (P)reheating and Neutrino Anomalies: Production of Sterile Neutrinos with Secret Interactions
一些实验异常现象暗示至少存在一个额外的（非常轻的）无菌中微子。然而，这样一种物质，与活跃的中微子明显混合，是不利于不同的宇宙学观测，如大爆炸核合成（BBN），宇宙微波背景（CMB）和大尺度结构（LSS）。最近，研究表明，在不育中微子扇区中通过光玻色子介质存在额外的相互作用，可以通过介质引起的类物质效应抑制活性中微子产生不育中微子，从而使这种情况在宇宙学上可行。这个机制的工作原理假设这个无菌扇区的初始粒子数相对于标准模型（SM）粒子的粒子数是可以忽略不计的，在产生活跃的中微子之前。然而，有公平的机会，这样的玻色子介质可能耦合到暴胀子，并可以在（p）再加热时期大量产生。因此，他们可能会破坏这个假设的初始小密度的不育区。在这篇文章中，我们，从通货膨胀，调查的生产过程中（p）再加热在一个大的领域通货膨胀的情况下，这样一个无菌部门，并确定参数区域，允许一个可行的早期宇宙宇宙学。
2019-10-10 astro-ph.CO hep-ph
Unveiling secret interactions among sterile neutrinos with big-bang nucleosynthesis
短基线中微子异常表明存在低质量（m \sim O（1）~eV）的无菌中微子ν_s。在早期宇宙中，这些粒子会通过活跃中微子的振荡而有效地产生，导致无菌态的热布居，这似乎与宇宙学观测不相容。为了缓解这种紧张关系，最近有人推测，由大质量规范玻色子X（M_X << M_W）介导的不育中微子之间的新的“秘密”相互作用，由于产生大的物质势项，可以抑制或抑制不育中微子热化。然而，我们注意到，它们也在无菌中微子部分产生强碰撞项，在遇到物质共振后诱导有效的无菌中微子产生，增加它们对相对论粒子种类N_ eff数量的贡献。此外，在温度T \lesssim几MeV处发生共振的ν_s-ν_s相互作用的参数值，在电子（反）中微子谱中产生显著的畸变，改变了大爆炸核合成（BBN）中轻元素的丰度。使用本确定的$^4$他和氘原始丰度，我们确定的BBN约束的模型参数。我们发现，如果假设重子密度为普朗克实验的最佳拟合值Ω_B h ^2 = 0.02207，则$^2$ H/H密度比排除了大部分的参数空间，而当Ω_B h ^2 =0.02261时（95% C. L. Planck的上界由于实验测定的误差较大，氦的质量分数Y_p没有给出明显的界限。
2014-11-15 astro-ph.CO hep-ph
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。
2022-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Sterile neutrinos, dark matter, and resonant effects in ultra high energy regimes
最近文献中对轻暗物质候选者的兴趣有所增加;其中一些作品考虑了额外中微子的作用，无论是活跃的还是不育的。此外，河外中微子的能量比以往任何时候都要高。这为迄今为止无法获得的中微子性质的研究打开了一扇新的机会之窗。我们研究了中微子和暗物质之间的相互作用势如何引起振荡概率的共振增强，这种效应可能会用未来的中微子数据进行测试。
2015-03-23 astro-ph.HE 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
Viable secret neutrino interactions with ultralight dark matter
中微子振荡实验中的几个异常现象表明存在一个$\sim 1\,$ eV的无菌中微子$ν_s$，它与$ν_e$在$U_{e4}\cong 0.1$水平上混合，但这样的中微子受到宇宙学对额外的光自由度（$δN_{\rm eff}$）和总中微子质量（$\sum_νm_ν$）的限制。“秘密中微子相互作用”被用来抑制$ν_s$的宇宙学产生，但最近有人指出，$ν_s$可以在早期宇宙中通过与超轻暗物质$ϕ$耦合获得大质量，这可以有力地抑制它的产生。该模型基本上有两个自由参数：$m_ϕ$和$m_{s,0}$，后者是无菌中微子在早期的质量，通过与$ϕ$的耦合而增强。我确定的参数区域所允许的限制$δN_{\rm eff}$和$\sum_νm_ν$从宇宙微波背景和大爆炸核合成，使用一个简化而准确的治疗中微子振荡在早期宇宙。这一机制可能对实验室实验产生重要影响，这些实验表明了无菌中微子的振荡。
2019-10-30 astro-ph.CO hep-ph
Detection of ultra high energy neutrinos by IceCube: Sterile neutrino scenario
短基线中微子振荡实验、宇宙微波背景辐射测量中的过量辐射、非重子暗物质候选者的必要性以及冰立方中中微子通量的耗尽似乎都暗示着标准模型之外的新物理。解决这些问题的一个经济的方法是引用无菌中微子的存在。我们提出了简单的扩展标准模型与额外的三个不育中微子和讨论相应的PMNS一样中微子味混合矩阵。这里主张的不育中微子方案的值得注意的特点是，最轻的一个几乎是简并与一个活跃的中微子，第二个不育的质量为eV级，最重的是在keV范围内。在目前的情况下，短基线异常解释通过$Δm^2\sim 1\, {\rm eV^2}$，在冰立方中的μ介子中微子通量的耗尽解释通过$Δm^2\sim 4.0\times 10^{-16}\, {\rm eV^2}$和暗物质的问题是通过$Δm^2\sim 1\, {\rm keV^2}$解决。我们提出的混合矩阵也与观测到的中微子振荡数据相一致。结果表明，来自伽马射线暴的高能μ介子和τ中微子通量在冰立方中分别可被耗尽38%和43%。μ介子和τ中微子通量的大量损耗是由于它们与无菌中微子的混合虽然很小，但相当可观。
2013-11-04 astro-ph.HE hep-ph
Phenomenology of the Sterile Neutrinos
本文主要研究了中微子物理中的几个问题，重点讨论了无菌中微子的现象学。本文利用中等基线反应堆实验数据研究了3+1方案中轻无菌中微子的存在性。我们还将用IceCube实验的高能大气数据探测大额外维模型的参数，并将发现卡鲁扎克莱因模式和无菌中微子之间的等价性。我们将研究不育中微子的秘密相互作用，这是为了解决宇宙学和不育中微子假说之间的紧张关系而提出的。除此之外，我们还证明了用U（1）或Z_2对称性扩展的最小2-Higgs-Doublet模型不能解释中微子质量的微小性。
2016-05-31 hep-ph
Effects of sterile neutrinos on the ultrahigh-energy cosmic neutrino flux
研究了与活跃中微子简并的惰性中微子对地球上超高能宇宙线中微子流的影响。这提供了一种探测质量平方范围内（10^{-16} eV^2 < δm^2 < 10^{-11} eV^2）的中微子振荡的方法，这种振荡可能很难用任何其他方法探测到。考虑到目前实验中的主动-主动混合角的不确定性，并允许任意的主动-无菌混合角值，我们发现，电子和μ子中微子通量的比例可能会改变-40%至70%，与没有主动-无菌混合的比例相比。
2003-09-02 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
Exploring Ultralight Scalar Assistance in Sterile Neutrino Dark Matter: Cold Spectrum and Unusual X/Gamma-ray Signatures
本文提出超轻标量辅助的惰性中微子暗物质产生模型，通过低温抑制产生更冷功率谱，并预言三次方密度依赖的 X/γ 射线及单能中微子信号。
2023-09-12 astro-ph.CO 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
Swift observation of Segue 1: constraints on sterile neutrino parameters in the darkest galaxy
标准粒子物理学的一些扩展假设，暗物质可能部分由弱相互作用的无菌中微子组成，这些中微子到目前为止还没有被探测到。我们使用Swift卫星上的X射线望远镜（XRT）获得的Segue 1的短（~5 ks）档案X射线观测，排除了在1.6 - 14 keV质量范围内的无菌中微子的存在，直到其中心67 pc内的通量极限为6 x 10^{-12} erg cm-2 s-1。Segue 1的质光比约为3400 Msun/Lsun，是目前测量到的最暗的超暗矮星系。对Swift XRT数据的光谱分析未能发现任何可能与暗物质粒子的辐射衰变有关的非仪器光谱特征。相应地，我们建立上界的不育中微子参数空间的基础上，在光谱中的发射线的非检测。目前的工作提供了最灵敏的X射线搜索在一个地区的不育中微子与最高的暗物质密度尚未测量。
2010-10-25 astro-ph.HE hep-ph
Ultraviolet Flavor Transmission to T-Violating Neutrino Oscillation Observables in a Seesaw Framework with Sterile Mixing and Planck-Suppressed Corrections
Department of Physics, Kirori Mal College, University of Delhi（德里大学科里尔马尔学院物理系）；Department of Physics, Chaudhary Charan Singh University（乔杜里·查兰·辛格大学物理系）
在含惰性中微子混合与普朗克尺度压低修正的I型跷跷板框架中，研究紫外味结构对破坏T的中微子振荡不对称性的影响，发现普朗克修正远低于DUNE的CP相位灵敏度下限，为阴性唯象结果。
2026-08-11 hep-ph
Hidden Interactions of Sterile Neutrinos As a Probe For New Physics
中微子实验的最新结果显示了没有任何标准模型相互作用的轻无菌中微子的证据。在这项工作中，我们研究了无菌中微子与“MeV尺度”规范玻色子（$ν_s$ HI模型）的隐藏相互作用，质量$M_X$和轻子耦合$g^\prime_l$。利用MINOS中微子实验的数据对$ν_s$ HI模型进行了分析，发现超过$G_X/G_F=92.4$的值被超过$2σ$ C.L.排除，其中，$G_F$是费米常数，$G_X$是$ν_s$ HI模型的场强。利用这个模型，我们还可以探索其他新的物理场景。我们发现，该地区所允许的$(g-2)_μ$差异是完全排除了$M_X\lesssim 100$兆电子伏。最后，不育中微子的秘密相互作用解决了不育中微子和宇宙学之间的冲突。这里表明，MINOS对于$g^\prime_s> 1.6\times10^{-2}$排除了这种相互作用。然而，这种排除确实取决于$g_l^{\prime}$的值。
2016-02-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Baryogenesis and Dark Matter from light Sterile Neutrinos
Universita degli Studi di Messina（墨西拿大学）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
本文提出一种机制，通过轻量中微子同时解释宇宙重子不对称性和暗物质丰度，利用其在高温下作为狄拉克粒子和低温下作为暖暗物质候选者的特性，探讨低能参数空间的可行区域。
2026-03-19 hep-ph
Confusing Sterile Neutrinos with Deviation from Tribimaximal Mixing at Neutrino Telescopes
阐述了中微子望远镜中额外的不育粒子对超高能中微子流的影响。我们使用三种类型的众所周知的通量比，并比较这些通量比的值，在存在的无菌中微子，与预测的偏离tribimmaximal混合计划。我们表明，在即将到来的中微子望远镜，它很容易混淆的签名之间的不育中微子的偏离tribimalummixing。我们还表明，如果测得的通量比获得的值远远超出了标准的情况下，只有三个活跃的中微子预测的范围，它可能会告诉存在额外的不育中微子通过观察超高能中微子在未来的中微子望远镜。
2007-10-17 astro-ph hep-ex hep-ph
Ultra-light scalar saving the 3+1 neutrino scheme from the cosmological bounds
LSND和MiniBooNE的结果以及反应堆和镓异常似乎表明存在质量为$\sim 1$ eV的无菌中微子与活性中微子混合。在中微子退耦之前的早期宇宙中，可以产生这样的无菌中微子，导致对中微子有效数（$N_{eff}$）的贡献，以及对中微子质量总和的贡献，这与宇宙学观测相矛盾。我们提出了一个方案，以放松这种紧张的汤川耦合的不育中微子的超轻标量粒子，有助于在背景中的暗物质。这种耦合导致了$ν_s$的有效质量，从而阻止了它在早期宇宙中的产生。我们讨论了即将到来的KATRIN实验和未来的遗迹中微子搜索实验，如PINDIMY的影响。我们还简要地评论了$ν_s$和标量之间的相互作用的某些不可重整化形式及其对早期宇宙中$ν_s$产生的影响。
2020-04-30 hep-ph
Addressing the Short-Baseline Neutrino Anomalies with Energy-Dependent Mixing Parameters
一些中微子实验报告的结果可能与我们目前对轻子扇区的理解不一致。这些所谓的短基线异常的一个候选解决方案是假设存在新的，eV尺度的，主要是与活跃中微子混合的无菌中微子。然而，一旦考虑到所有的中微子数据，特别是那些限制短基线处μ子和电子中微子消失的数据，这个假设就非常不受欢迎。在这里，我们表明，如果无菌活性混合参数依赖于表征中微子的生产和检测的能量尺度，无菌中微子假设可能提供一个合理的适合所有中微子数据。改进的拟合的原因是，严格的消失约束的不同元素的扩展中微子混合矩阵相关联的生产和检测的能量尺度是不同的，从那些特征的异常LSND和MiniBooNE外观数据。我们通过一个具体的例子表明，不育中微子之间的秘密相互作用可以导致感兴趣的结果。
2022-08-31 hep-ex hep-ph
Sterile Neutrino Dark Matter from Generalized $CPT$-Symmetric Early-Universe Cosmologies
我们将辐射主导的$CPT$对称宇宙中的引力粒子产生推广到非标准的，但也是$CPT$对称的早期宇宙宇宙学。我们计算了右手“不育”中微子成为宇宙学暗物质所需的质量。由于一般的无菌中微子与标准模型的活性中微子混合，我们使用最先进的工具来计算超重无菌中微子暗物质衰变的伽马射线和高能活性中微子的预期光谱。我们证明了在早期宇宙中，无菌中微子从未处于热平衡。我们表明，非常高的能量切伦科夫望远镜可能会检测到一个信号的无菌中微子寿命高达约10 $^{27}$ s，而在高能量中微子望远镜，如冰立方的信号可以检测到的寿命高达10 $^{30}$ s，提供了一个更好的机会，在一个广阔的景观可能的质量检测。
2021-06-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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 Neutrino Shape-shifting Caused by Dark Matter
本文提出用超轻标量暗物质φ为惰性中微子提供质量，使约1 eV质量成为随时空变化的局域值，从而同时满足地面实验迹象、太阳中微子约束和宇宙学可行性。
2023-08-09 astro-ph.CO hep-ph
PeV Sterile Masses from D-Brane Instantons -- Motivating Stringy Neutrino Options?
我们表明，当不育马约拉纳中微子质量产生的非微扰通过瞬间相互作用在某些类的弦紧化（例如，具有相交D膜的IIA型定向折叠模型），那么树级质量项$M_p$的本征值谱可以在中微子选项对标准模型的电弱（EW）层次和中微子质量问题的分辨率的优选范围内，即$M_p \sim$ PeV。这种机制在没有对广泛的弦尺度进行调谐的情况下成立，从而激发了一类新的弦完整中微子选项，它们跨越了轻中微子质量、EW和深紫外尺度。
2020-09-24 hep-ph hep-th
Sensitivity to oscillation with a sterile fourth generation neutrino from ultra-low threshold neutrino-nucleus coherent scattering
讨论了利用超低能（$\sim 10$ eV - 100 eV）反冲阈值低温Ge探测器探测短程无菌中微子振荡的前景。该分析是在与德克萨斯A\&M大学核科学中心合作开发的特定和当代基于反应堆的实验方案的背景下进行的，并参考了基于经济和可扩展探测器阵列的开发技术。实验的基线比现有的测量短得多，接近反应堆堆芯约2米，而且是可变的，连续延伸到约10米的范围。这种接近性和多样性相结合，提供了非凡的灵敏度，以广泛的振荡尺度，同时促进整洁的消除领先的系统不确定性，在反应堆源和环境。在100~eV的灵敏度下，对于200 kg $\cdot$ y量级的曝光，我们估算了对质量间隙为$\sin^2 2θ\sim 10^{-1}$或单位振幅为$Δm^2 \sim 0.2 \, {\rm eV}^2$的第一/第四中微子振荡的灵敏度。更大的曝光量，大约5,000 kg $\cdot$ y，加上10 eV的灵敏度，能够探测超过一个额外数量级的振幅。
2016-10-23 hep-ex hep-ph nucl-ex
Cosmology-friendly time-varying neutrino masses via the sterile neutrino portal
我们研究了随时间变化的中微子质量的一致性方案，并讨论了它对宇宙学，β衰变和中微子振荡实验的影响。这种随时间变化的质量被认为是由无菌中微子和超轻标量场之间的耦合产生的，超轻标量场反过来又通过混合影响轻中微子。此外，标量可以作为超轻暗物质的候选者。我们证明了各种宇宙学的界限，如来自大爆炸核合成，宇宙微波背景，以及大尺度结构，可以在这个模型中回避。这种情况下，可以进一步限制使用多个地面实验。特别是，对于像KATRIN这样的β衰变实验，即使时间变化很快并且达到平均值，也会引起电子光谱的非平凡扭曲。此外，随时间变化的质量的不育中微子的存在将改变的解释轻不育中微子参数空间的反应堆和镓异常的背景下。此外，我们还研究了这种随时间变化的中微子质量对BEST合作结果的影响，BEST合作最近加强了镓异常。如果得到证实，我们发现随时间变化的中微子质量假设可以更好地拟合最近的BEST数据。
2023-01-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Signatures of Compact Halos of Sterile-Neutrino Dark Matter
我们研究了无菌中微子暗物质的致密晕，并研究了中微子和光子发射的可观测特征。首先，我们考虑两种情况：原始黑洞晕和超紧凑的迷你晕。在这两种情况下，我们发现，存在一个广泛的可能的参数选择，这样的检测在不久的将来与X射线和伽马射线望远镜可能是很有可能的。事实上，当能量超过$10\,{\rm TeV}$时，中微子望远镜IceCube将是探测这种宏观暗物质候选者的绝佳机器。
2017-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can Neutrino Self-interactions Save Sterile Neutrino Dark Matter?
本文检验活性中微子自相互作用产生的惰性中微子暗物质与小尺度结构的一致性，给出质量下限37 keV，并排除重介体强耦合产生全部暗物质，但允许轻介体方案。
2023-11-15 astro-ph.CO hep-ph
Various constraints on BSM physics from extensive air showers and from ultra-high energy gamma-ray and neutrino searches
本文基于广延大气簇射异常特征及超高能伽马射线与中微子搜寻，综述了超高能宇宙射线对洛伦兹不变性检验、暗物质、早期宇宙相变和惰性中微子等标准模型之外物理现象的限制。
2025-01-31 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Mass Textures and the Nature of New Physics Implied by Present Neutrino Data
如果在太阳、大气中微子数据以及LSND实验中观察到的所有中微子振荡迹象都被正在进行的和未来的实验所证实，那么它们将严重限制中微子质量结构。特别是，对超轻无菌中微子的需求是难以避免的。这种超轻中微子不仅对超越标准模型的物理学有着深远的意义，而且可能对超越传统大统一的物理学也有着深远的意义。我们讨论了一个涉及平行宇宙的场景，它只通过引力相互作用与我们熟悉的宇宙相互作用，其中无菌中微子的超轻性来自于解释熟悉中微子几乎无质量的相同物理学。
1997-02-03 hep-ph
Sterile neutrino rates for general $M$, $T$, $μ$, $k$: review of a theoretical framework
sphaleron冻结的温度，$T\approx 130$ GeV，为产生轻子不对称性并将其转换为重子不对称性（轻子生成）的机制设定了尺度。对于马约拉纳质量$M \gg πT$，leptogenesis发生在非相对论的制度，而对于$M \ll πT$，动力学是超相对论的。中间情况$M \sim πT$是最麻烦的，因为没有有效的理论方法。我们审查的定义，并提供积分表示的所有速率系数和质量校正的$\mathcal{O}(h_ν^2)$在这个制度，这样的表达式外推到已知的限制和规范独立的顺序计算，无论是在对称和希格斯阶段，任何螺旋度，动量，和一套化学势。路标对一个数字的评价提供。
2022-07-26 hep-ph
When Energy Goes Missing: New Physics in $b\to sνν$ with Sterile Neutrinos
针对Belle II测得的$B^+\to K^++\mathrm{inv}$结果超出标准模型预测$2.8\sigma$的问题，研究在含惰性中微子的$ν$SMEFT框架内探索新物理参数空间，给出相关B衰变模式预测并评述带电流衰变与算符紫外完备理论。
2023-12-19 hep-ph
$νΛ$MDM: A Model for Sterile Neutrino and Dark Matter Reconciles Cosmological and Neutrino Oscillation Data after BICEP2
本文提出了一个冷暗物质（CDM）和无菌中微子的紫外完备理论，该理论可以同时容纳宇宙学数据和中微子振荡实验的$1σ$水平.引入了一种新的$U(1)_X$暗规范对称性，并假设其在$\sim \mathcal{O}$（MeV）尺度下破缺.这样一个光介质的DM的自散射和散射的无菌中微子可以解决三个争议冷DM在小宇宙尺度上，尖与核心，太大而不能失败和丢失的卫星问题。我们还可以容纳$\sim$ eV尺度的不育中微子作为热暗物质（HDM），并可以拟合中微子振荡实验中的一些中微子异常在$1σ$。最后，适量的HDM可以对暗辐射做出相当大的贡献，也有助于调和普朗克和BICEP 2合作报告的张量与标量比数据之间的矛盾。
2014-08-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Baryon-number-violating nucleon decays in sterile neutrino effective field theories
本文在含重子数破坏的惰性中微子有效场论框架下，系统构建维度-6和维度-7算符并匹配到重子手征微扰理论，计算核子衰变速率，并利用Super-K数据约束紫外能标，揭示算符关联与惰性中微子质量依赖。
2025-05-05 hep-ex hep-ph
Neutrinoless double beta decay rates in the presence of light sterile neutrinos
本文研究含右手中微子的标准模型最小扩展中的 $0νββ$，指出超软动量交换和短程项的重要贡献，并给出 ${}^{76}$Ge、${}^{136}$Xe 核矩阵元及 $3+2$ 模型分析。
2024-10-25 hep-ph nucl-th
Effects of Neutrino-Ultralight Dark Matter Interaction on the Cosmic Neutrino Background
本文研究了超轻暗物质与惰性中微子相互作用通过活性-惰性混合对宇宙中微子背景的影响，发现该作用会引起中微子质量的红移依赖性，需重新解释质量总和限制，并可能改变早期宇宙中微子质量排序及PTOLEMY类实验的事件率。
2024-06-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmological Origin of the KM3-230213A event and associated Gravitational Waves
本研究提出新宇宙学图景，以超重惰性中微子衰变解释KM3-230213A超高能中微子事件，并预言两类引力波信号，为相关物理提供多信使探测思路。
2025-10-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Light Sterile Neutrinos in the Early Universe: Effects of Altered Dispersion Relations and a coupling to Axion-Like Dark Matter
该研究探讨了具有改变色散关系及与类轴子标量场耦合的轻惰性中微子对宇宙学的影响，发现两种效应可分别抑制惰性中微子并产生正确氦丰度，结合两者可开辟新的参数空间。
2023-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Resolving the Reactor Neutrino Anomaly with the KATRIN Neutrino Experiment
卡尔斯鲁厄氚中微子实验（KATRIN）结合了一个超发光的分子氚源和一个集成的高分辨率光谱仪，以获得中微子绝对质量尺度的灵敏度。在90%C. L时，实验对电子中微子质量的灵敏度为200 meV。有了这样前所未有的分辨率，实验对标准模型之外的物理也很敏感，特别是对eV质量尺度上额外的无菌中微子的存在。最近对现有反应堆数据的分析似乎支持这样一种无菌中微子的存在，其质量分裂为$|Δm_{\rm sterile}|^2 \ge 1.5$ eV $^2$，混合强度为$\sin^2{2θ_{\rm sterile}} = 0.17\pm 0.08$（95% C. L）。即将进行的氚β衰变实验应该能够排除或确认允许参数空间的相当大一部分的新现象的存在。
2011-05-06 hep-ph nucl-ex
Implications of the Pseudo-Dirac Scenario for Ultra High Energy Neutrinos from GRBs
超高能宇宙射线（UHECR）的来源仍然是一个未解之谜。直到最近，伽马射线暴（GRB）源一直被认为是UHECR的合适源。在火球模型中，伽玛暴产生的UHECR应该伴随着中微子流，可以在中微子望远镜（如冰立方）中探测到。最近，冰立方已经设定了一个上限的中微子流量伴随着伽玛暴约3.7倍低于预测。我们研究了这种赤字是否可以通过伪狄拉克场景中从源到探测器的过程中活性中微子向无菌中微子的振荡来解释。然后，我们讨论了这种情况下弥漫超新星遗迹中微子的影响。
2013-03-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Propagation of ultrahigh-energy neutrinos through the Earth
本文研究了超高能中微子在$W$共振极点（$E_ν \gsim {\rm 10}^{7} {\rm GeV} $）以上物质中的色散关系。我们进行我们的计算使用实时制定的热场论中的无质量限制的$W$玻色子。估计了在地球内部传播过程中有显著混合增强的活动到无菌中微子振荡参数的范围，并因此估计了高能中微子束在地球中的显著衰减。最后，这个范围被认为是鉴于宇宙学和天体物理学的限制。
2000-03-22 hep-ph
Fundamental physics with the Hubble Frontier Fields: constraining Dark Matter models with the abundance of extremely faint and distant galaxies
我们发现，在$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
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
Constraints on Neutrino Secret Interactions from Multi-messenger Neutrinos Scattering on C$ν$B
本研究利用多源高能中微子与宇宙中微子背景的散射，通过解析方法拓展了中微子隐秘相互作用的媒介子质量约束范围，给出了低质量区矢量耦合的更强限制。
2025-09-05 hep-ph
Neutrino transition dipole moments in light of the KM3NeT event
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Instituto de Física Corpuscular (CSIC-Universitat de València)（粒子物理研究所（西班牙国家研究委员会-瓦伦西亚大学））；University of Freiburg（弗赖堡大学）
KM3NeT观测到高能中微子事件，研究其对中微子转变磁偶极通口的影响，发现高质量惰性中微子在此背景下提供主要约束。
2026-03-02 hep-ph
Searches for ultra-high energy gamma-ray at the Pierre Auger Observatory and implications on super-heavy dark matter
利用皮埃尔·奥格天文台光子簇射特征搜寻超高能伽马射线并给出严格通量上限，进而约束超重暗物质模型，包括瞬子强度和中微子混合角。
2024-07-18 astro-ph.HE hep-ph
A Lorentz-Violating Origin of Neutrino Mass?
我们探讨中微子物理学的非常狭义相对论（VSR），其中的对称群的性质只包括一个4参数的洛伦兹群的子群的影响。VSR可以提供轻子数守恒中微子质量的自然起源，而不需要无菌（右手）状态。如果中微子质量完全由VSR决定，则无中子双β衰变是不允许的。对于超相对论中微子，如通常研究的，VSR和常规中微子质量是无法区分的。然而，我们表明，VSR效应可以是显着的附近的β衰变端点的中微子不是超相对论。
2006-05-03 hep-ph
Probing a Four Flavour vis-a-vis Three Flavour Neutrino Mixing for UHE Neutrino Signals at a 1 ${\rm Km}^2$ Detector
我们考虑一个四味的中微子方案，其中一个额外的无菌中微子与三个家庭的活性中微子和研究偏离三味方案在超高能（UHE）制度。我们计算了在1 Km的$^2$探测器（如ICECUBE）上，来自遥远的UHE源（即伽马射线暴（GRB）等）的中微子的可能的μ子和簇射产额。比较这两种情况下的结果，我们发现这两种情况下的产率有很大的差异。这对于使用UHE中微子通量探测第四个无菌组分的存在是有用的。
2017-12-21 hep-ph
Refractive neutrino masses in the solar DM halo: Can the dark-LMA solution be revived?
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
该研究探讨了中微子与超轻暗物质相互作用导致折射质量的可能性，并分析了在太阳暗物质晕中中微子传播特性，旨在复兴暗LMA解。
2025-11-24 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Multi-messenger Astronomy with Quenched Superradiance
提出利用致密旋转天体的淬灭超辐射产生引力波和中微子信号，以研究超轻玻色子，并探讨现有及未来实验直接探测的可能性。
2025-09-08 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A Stringent Limit on the Warm Dark Matter Particle Masses from the Abundance of z=6 Galaxies in the Hubble Frontier Fields
我们表明，最近测量的紫外光度函数的超暗透镜星系在z= 6的哈勃前沿领域提供了一个前所未有的探测质量m_X的暖暗物质候选人独立于重子物理。将最暗星系的丰度与WDM宇宙学中暗物质晕的最大数密度进行比较，在1-sigma置信水平下，热遗迹WDM粒子的质量有一个鲁棒的极限m_X> 2.9 keV，在2-sigma置信水平下，m_X> 2.4 keV，在3-sigma置信水平下，m_X> 2.1 keV。这些构成了迄今为止独立于星系形成所涉及的重子物理学的WDM粒子质量的最严格的约束。我们讨论了我们的结果对不育中微子产生机制的影响。特别是，如果不育中微子是负责的3.5 keV线在X射线团的观测报告，我们的结果坚定地排除了Dodelson-Widrow生产机制，和产量m_{sterile} > 6.1 keV的不育中微子通过Shi-Fuller机制产生。
2016-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
