Hot Dark Matter in Cosmology
宇宙学上的暗物质以中微子的形式存在，质量高达几个电子伏特，被称为热暗物质。经过历史回顾的主题，本文认为热暗物质的限制，从目前的数据中微子振荡和宇宙学。大气中微子振荡数据暗示了HDM对宇宙学密度$Ω_ν\gsim 0.001$贡献的下限。加入轻中微子对低$Ω_m$平坦（$Λ$ CDM）宇宙学模型的可能改进似乎相当有限，但加入$Ω_ν\lsim 0.1$的$Λ$ CDM模型可能与目前可用的数据一致。预计不久的数据可能会允许检测这样一个热暗物质的贡献，或者提供更强的上限$Ω_ν$和中微子的质量。
2000-07-12 astro-ph hep-ph
Heavy neutrinos in particle physics and cosmology
中微子是粒子物理学的标准模型中唯一一种迄今为止只观察到左手手性的粒子。如果右手中微子存在，它们不仅可以解释观测到的中微子振荡，而且还可以解释宇宙学中的一些现象，包括宇宙的重子不对称性，暗物质和暗辐射。在这种情况下，一个关键的参数是它们的马约拉纳质量，原则上可以位于eV标度和GUT标度之间的任何地方。对实验和宇宙学的影响很大程度上取决于质量尺度的选择。本文综述了不同质量的右手中微子现象学的最新进展，重点讨论了质量至少为keV的情况。我们强调在不久的将来的实验中，如LHC，BELLE II，SHiP，FCC-ee或CEPC，通过低尺度leptogenesis发现重中微子的可能性是宇宙重子不对称性的原因。
2015-10-27 hep-ex hep-ph
A model for right-handed neutrino magnetic moments
本文给出了一个简单的推广标准模型给出了右手中微子的Majorana磁矩。该模型除了包含标准模型粒子和右手中微子外，还包含一个带单电荷的标量和一个带矢量电荷的费米子。分析了该模型的唯象性，并提取了它在宇宙学、天体物理学和轻子味破坏过程中的意义。如果质量足够轻，LHC就能大量产生右旋中微子磁矩的带电粒子。
2009-11-20 hep-ph
Common Origin for CP Violation in Cosmology and in Neutrino Oscillations
我们提出了中微子质量的预测方案，为早期宇宙学和中微子振荡中的CP破坏提供了一个共同的起源。我们的设置是在MSSM的上下文中的跷跷板机制与两个准简并右手中微子，与重子的不对称性通过共振leptogenesis产生。三种不同的模型被发现与特定的纹理在汤川耦合矩阵，每个控制leptogenesis和中微子CP破坏的单一阶段。一个模型导致轻中微子质量的正常层次和预测tan θ_13 = sin θ_12 \sqrt{m_2/m_3}，导致反应堆混合角θ_13的值非常接近当前的实验下限。另外两个模型预测的中微子质量谱的求和规则分别为sin ^2 θ_1/2 = 1/2-tan θ_23 sin θ_13 cos delta和sin ^2 θ_1/2 = 1/2+cot θ_23 sin θ_13 cos delta。我们从宇宙学的角度得到了正态分层模型中相位|delta|的一个下界，以及反态分层模型中相位|delta|的一个窄范围.在我们的方案中，准简并右手中微子之间的质量分裂通过重整化群流产生，这提供了MSSM参数tan β> 12的下限。右手中微子的质量可以低至TeV，这将避免超对称模型的引力子问题。
2008-12-23 hep-ph
How Many Dark Neutrino Sectors Does Cosmology Allow?
该研究首次对含额外狄拉克右手中微子的标准模型副本数量给出宇宙学约束，对参数空间大范围区域施加强限制，还证明暗区稳定粒子可解释正确的暗物质密度。
2024-04-11 hep-ph
Tracing the Interplay between Non-Thermal Dark Matter and Right-Handed Dirac Neutrinos with LHC Data
探测大爆炸核合成的轻元素丰度和宇宙学探测宇宙微波背景退耦时期的精确数据都暗示了额外相对论自由度的存在。这被广泛地称为“暗辐射”，表明需要在紫外线完成标准模型的新的光状态。我们提供了一个简短而简洁的概述，目前的观测状态，这样的暗辐射和调查之间的相互作用的两种可能的解释额外的轻状态：右手的合作伙伴的三个狄拉克中微子（通过交换一个新的重矢量介子与所有费米子）和暗物质粒子，通过非热机制产生的，如我们的大规模文物的后期衰变。这个模型将额外轻态的宇宙学指示与LHC重矢量粒子的产生联系在一起。
2013-05-01 astro-ph.CO hep-ph
Fingerprint of GeV scale right-handed neutrinos on inflationary gravitational waves and PTA data
本文证明GeV尺度右手中微子驱动的非标准暴胀后宇宙学可使蓝倾斜暴胀引力波与脉冲星计时阵列观测相容，并预言未来LIGO可检验的相关信号，同时该机制还能解释中微子质量和重子不对称性。
2023-11-03 astro-ph.CO hep-ph
The Phenomenology of Right Handed Neutrinos
中微子是粒子物理学的标准模型中唯一一种迄今为止只观察到左手手性的粒子。如果右手中微子存在，它们可能是几种在标准模型中无法解释的现象的原因，包括中微子振荡，宇宙的重子不对称性，暗物质和暗辐射。在教学介绍之后，我们回顾了右手中微子现象学的最新进展。我们特别讨论的质量范围暗示中微子振荡异常和暗辐射（eV），无菌中微子暗物质的情况下（千电子伏）和实验可检验的重子生成理论（GeV至TeV）。我们总结了从理论上考虑，实验室实验，天体物理学和宇宙学的限制，这些。
2013-09-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A simple model for particle physics and cosmology
我们提出了一个简单的扩展的最小超对称标准模型通过引入一个规范单态除了右手中微子。该模型利用Pecci-Quinn对称性解决了强CP问题，解释了左手中微子质量和MSSM $μ$ -参数的起源.它还以一种非常一致的方式产生了热膨胀、重子生成和暗物质。有趣的是，热膨胀对模问题的解决严格地限制了轴子耦合常数和平坦子衰变温度分别为$f_a \sim 10^{12} \GeV$和$T_\mathrm{d} \sim 100 \MeV$。在这种情况下，模型参数很可能给出目前合适的重子不对称性和暗物质。暗物质的主要成分预计是轴子，其质量几乎固定在$1 \GeV$左右。
2010-06-29 hep-ph
The Mass Spectra, Hierarchy and Cosmology of B-L MSSM Heterotic Compactifications
通过对E_{8} x E_{8}杂化弦和具有特定SU（4）矢量丛的Calabi-Yau流形上的M理论进行紧化，可以得到MSSM的物质谱，包括3个右手中微子超多重态和1对Higgs-Higgs共轭超场.这些理论的标准模型规范群被一个额外的规范U（1）_{B-L}增广。它们的最小含量要求B-L规范对称性被至少一个右手中微子的真空期望值自发破缺。在以前的文章中，我们提出了准解析重整化群分析的结果，表明B-L规范对称性确实是辐射破缺的适当的B-L/电弱系列。在本文中，我们通过1）扩大初始参数空间和2）显式计算所有的重整化群方程的数值，没有近似，推广了这些结果。的区域的初始参数空间导致现实的真空和B-L/电弱层次计算这些制度。在代表性的点，所有的sparticles和希格斯场的质谱计算，并显示与目前的实验界限是一致的。讨论了非零右手中微子期望值的一些基本唯象特征，特别是由诱导轻子和重子数违反相互作用引起的宇宙学和质子寿命。
2010-11-19 hep-ph hep-th
Implications of a Purely Right-Handed Bottom Quark Decay Coupling
我们研究的假设，通过纯右手耦合的b-夸克的衰变发生的影响。我们表明，现有的低限制中微子双β衰变意味着任何规范模型实现这一想法必须有一个$L_e-L_μ$或$L_e-L_τ$对称性。然后，我们表明，宇宙学的约束，从SN 1987 A的观测意味着，在这个模型中的右手中微子必须重约100兆电子伏一般。在$L_e-L_μ$对称性的一个特殊情况下，$ν_{τ_R}$比2 GeV重，所以这个模型的特殊版本已经被排除了。
1994-08-12 hep-ph
Neutrino Cosmology after WMAP and LHC7
规范扩展的U（1）_C \times SU（2）_L \times U（1）_{I_R} \times U（1）_L模型具有将标准模型的两个主要整体对称性（重子数B和轻子数L）提升到局域规范对称性的吸引人的性质。U（1）_L对称性阻止了Majorana质量的产生，导致了三个超弱相互作用的右手中微子。这也使得B-L对称性是非反常的。我们证明了这些狄拉克态的超弱相互作用（通过它们与TeV尺度的B-L规范玻色子的耦合）允许右手中微子在QCD相变之上的退耦：175 MeV < T_{ν_R} ^{dec} < 250 MeV。在这个过渡区中，在BBN和CMB时刻，ν_L和ν_R之间的剩余温度比产生额外的相对论自由度。在3 TeV < M_{B-L} < 6 TeV的情况下，与WMAP的7年数据和最新的原始^4 He质量分数估计值一致（在1σ以内）。该模型是完全预测的，并且可以面对LHC 7和LHC 14的双射流和双轻子数据（或缺乏数据）。
2011-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The role of sterile neutrinos in cosmology and astrophysics
我们提出了一个全面的概述扩展的标准模型，其中包含三个右手（无菌）中微子的质量低于电弱标度[中微子最小标准模型，（nuMSM）]。我们考虑宇宙的历史，从暴胀时代到今天，并证明，大多数观察到的现象超出了标准模型可以在这个模型的框架内解释。我们回顾了宇宙的重子不对称性的机制在nuMSM和讨论的暗物质候选人，可以是温暖的或寒冷的，并满足所有现有的限制。从粒子物理学的观点，该模型提供了一个解释中微子味振荡。利用现有的实验技术可以验证nuMSM。
2009-07-22 astro-ph.CO hep-ph
SU(2)$_R$ and its Axion in Cosmology: A common Origin for Inflation, Cold Sterile Neutrinos, and Baryogenesis
我们引入了一个嵌入在SM的左右对称扩展中的轴子膨胀模型，其中$W_R$耦合到轴子。这个模型融合了现代宇宙学的三个里程碑，即，暴胀、冷暗物质和重子不对称。因此，它可以自然地解释宇宙学参数之间观察到的巧合，即，$η_{B}\approx P_ζ$和$Ω_{DM} \simeq 5~Ω_{B}$。不对称性的来源是暴胀物理中的自发CP破坏，最轻的右手中微子是质量为$m_{N_1}\sim 1~GeV$的冷暗物质候选者。引入的机制不依赖于中微子部门的无约束CP违反阶段的大，也没有微调的质量最重的右手中微子。它有两个未知的基本标度，即膨胀标度$Λ_{\rm inf}=\sqrt{HM_{Pl}}$和左右对称破缺标度$Λ_{F}$。充分的物质不对称性需要$Λ_{\rm inf}\approxΛ_{F}$。今天的重子不对称性和暗物质是暴胀中纯粹的量子效应（手征反常）的残余，由于味道效应，宇宙进化记住了它。
2021-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Minimal Leptogenesis in Brane-inspired Cosmology
本文研究了膜启发的非标准多标量场宇宙学如何通过修改玻尔兹曼方程影响暴胀后重加热阶段的热历史，进而改变高能标轻子生成及轻子不对称性的产生。
2022-11-21 hep-ph
Sneutrino condensate as a candidate for the hot big bang cosmology
如果暴胀范式是正确的，那么它必须为热大爆炸模型创造条件，包括所有观测到的物质、重子和结构形成的种子微扰。在本文中，我们提出了一个方案，暴胀子能量密度被倾倒到一个膜世界设置的体，所有需要的物理条件是由右手中微子部门在超对称性。右手马约拉纳中微子的标量成分负责在宇宙微波背景辐射中产生标度不变的涨落，在~ $T_{rh}\leq 10^{9}$ GeV的温度下重新加热宇宙，并最终产生轻子/重子不对称性，$n_{B}/s\sim 10^{-10}$，没有轻子/重子等曲率涨落。
2004-09-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Neutrino Cosmology and Limits on Extended Technicolor
利用大爆炸核合成对轻中微子数量的限制，我们推导出了第三族模型中重规范玻色子与左手和右手中微子耦合时，在扩展的人工色相互作用（或任何其他新的相互作用）尺度上$\approx 2$ TeV的宇宙学下限。
1993-05-13 astro-ph hep-ph
Right-handed neutrinos: the hunt is on!
右手中微子存在的可能性仍然是粒子物理学中最重要的未决问题之一，因为它们可以帮助阐明中微子质量，物质-反物质不对称和暗物质的问题。近年来，随着新的实验途径的提出，人们对这一主题的兴趣不断增加，通过这些新的实验途径，可以直接使用位移顶点签名来检测质量低于电弱标度的右手中微子。在这些努力的最前沿，拟议的SHiP质子束流转储实验的设计是为了大接受新的弱耦合粒子和低背景。它能够探测质量低于5~GeV的右手中微子，以及比当前限制小几个数量级的混合，在宇宙学所青睐的区域。为了探测更高质量（30~GeV）的中微子，一个很有前途的新方法是在LHC实验中从$W$衰变产生的右手中微子中识别位移顶点。
2017-04-27 hep-ex hep-ph
Baryon asymmetry and lower bound on right handed neutrino mass in fast expanding Universe: an analytical approach
当总能量密度中除了辐射能量密度外还包括一个新的标量场的贡献时，宇宙的膨胀率就偏离了它的标准值。玻尔兹曼方程中的非平凡修改使得众所周知的解析解不适合非标准场景。在本研究中，我们推导出解析表达式的效率因子（这是什么，但解决方案的玻尔兹曼方程组）使用某些清晰的近似。通过将解析结果与玻尔兹曼方程的数值解并置，可以观察到这些公式的相当程度的精确性。宇宙的快速膨胀导致有效衰变参数的减小，这降低了由于逆衰变而导致的不对称性的冲刷量。因此，在非标准宇宙学的情况下，大部分的不对称性（在早期产生）预计将生存到现在的时代。宇宙学的改变并不影响导致CP不对称性产生的基本粒子物理模型。因此，从一个相同的粒子物理模型出发，我们将在非标准方案中得到一个更大的最终重子不对称性。它暗示了产生足够的不对称性所需的最轻右手中微子质量下限的可能松弛，这与当前的实验数据一致。
2022-11-26 hep-ph
Cosmology with Mirror Dark Matter
镜像物质是一种稳定的自碰撞暗物质候选者。如果宇称是自然界中一种守恒的不破缺对称性，那么宇宙中可能存在一个平行的隐藏（镜像）扇区，它由质量相同的粒子组成，并遵循与我们的（可见）扇区相同的物理定律，除了弱相互作用的相反手性。这两个扇区主要通过引力相互作用，因此镜像物质自然是“暗”的。本文综述了镜像暗物质的宇宙学特征，涉及早期宇宙热力学、大爆炸核合成、原初结构的形成与演化、宇宙微波背景和大尺度结构功率谱。除引力外，还考虑了光子与镜像光子的动力学混合对原初核合成的影响。总结目前的研究现状，并将理论结果与观测/实验进行比较，可以看出镜像物质不仅是一种可行的，而且是一种有前途的暗物质候选者。
2011-02-27 astro-ph.CO hep-ph
Right-Handed Neutrinos as the Dark Radiation: Status and Forecasts for the LHC
来自宇宙学（探测CMB退耦时期）和轻元素丰度（探测BBN时期）的精确数据暗示了额外相对论自由度的存在，即所谓的“暗辐射”。“我们提出了一个独立的模型研究，通过三个左手的标准模型中微子的右手伙伴来解释暗辐射。我们发现这些狄拉克态的毫弱相互作用（通过它们与TeV尺度的Z'规范玻色子的耦合）可以使ν_R在更高的温度下比它们的左手对应物更早地解耦。如果ν_R在夸克-强子跃迁过程中发生退耦，则它们比ν_L冷得多，对早期宇宙能量密度的贡献不超过3个额外的“等效中微子”。对于在这个过渡区的退耦，3 ν_R产生ΔN_ν= 3（T_{ν_R} / T_{ν_ L}）^4 < 3，在BBN和CMB时刻产生额外的相对论自由度。与目前对暗辐射的限制的一致性使我们能够确定Z'质量和耦合的参数空间中的允许区域。值得注意的是，允许的区域在LHC 14的发现范围内。
2012-11-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The Neutrino Magnetic Moment Portal: Cosmology, Astrophysics, and Direct Detection
我们重新审视中微子磁矩的物理学，特别关注的情况下，右手的，或无菌，中微子比左手的标准模型中微子更重（高达几兆电子伏）。讨论的中心是在中微子或暗物质实验中检测由跃迁磁矩介导的上散射事件的想法。考虑到中微子从所有已知的来源，以及包括所有可用的数据从XENON1T和Borexino，我们得到最强的最新的排斥限制的活动到无菌中微子的过渡磁矩。然后，我们研究补充约束天体物理学和宇宙学，执行，特别是一个彻底的分析BBN。我们发现，这些数据集仔细检查了大部分相关的参数空间。解释过渡磁矩的XENON1 T过剩是勉强可能的，如果保守的假设，采用超新星1987 A和CMB的约束。最后，我们讨论了建模的挑战，出现在场景中，功能大磁矩，同时保持中微子质量远低于1电子伏特。我们提出了一个成功的紫外线完整的模型，这种类型的基础上TeV尺度的leptoquark，建立与μ子磁矩，B物理异常，并在大型强子对撞机的对撞机搜索的联系。
2021-05-06 hep-ph
Neutrinoful Universe
粒子物理学的标准模型无法解释标准宇宙学中的重要部分，如宇宙的暴胀、重子生成和暗物质。我们考虑的可能性，该部门产生小中微子质量是负责所有这些;膨胀是由希格斯场打破$B-L$规范对称性，提供马约拉纳质量的右手中微子，并由$B-L$希格斯玻色子衰变的再加热过程提供第二轻的右手中微子的CP破坏衰变产生$B-L$不对称性，一个la，leptogenesis。最轻的右手中微子也是在再加热过程中产生的，并作为宇宙的暗物质保留至今。在暴胀子势的极小模型中，可以利用包括BICEP 2和Planck实验在内的CMB观测数据来设定暴胀子势的参数。在这种情况下，预测暗物质粒子的质量为PeV。我们发现，PeV右手中微子的衰变可以解释在冰立方实验中观察到的高能中微子流量，如果寿命是$10^{28}$ s的顺序。
2014-07-08 astro-ph.CO hep-ph
A Right-handed Neutrino Portal to the Hidden sector : Active Neutrinos and their Twins in an F-theory model
我们分析了具有一个可见扇区和一个双隐扇区的$SU(5)$ F理论模型中的中微子现象。在低能量下，两个扇区的强弱标度可能不同，但在可见（孪生）扇区中，状态谱由MSSM（MSSM $^\prime$）描述。该模型的特殊之处在于，存在通过汤川耦合耦合到两个扇区的右手中微子。结果表明，假设3个右手中微子的质量比弱标度大得多，在树能级上，跷跷板机制导致3个有质量的Majorana中微子和3个无质量的Majorana中微子。无质量的中微子通过辐射修正获得质量。在我们的分析中，无质量中微子主要是活跃中微子，而大质量中微子主要是不育中微子。我们拟合了活动中微子的质量和混合角，讨论了最轻的无菌中微子的现象。最后，我们考虑一些可能的宇宙学方案。
2022-12-01 hep-ph
Cosmology in Mirror Twin Higgs and Neutrino Masses
我们探索一个简单的解决方案，原来的镜像双希格斯（MTH）模型，导致有趣的实验影响的宇宙学挑战。我们考虑的理论中，无论是标准模型和镜像中微子获得质量通过熟悉的跷跷板机制，但与低右手中微子质量尺度的几个GeV。在这些$ν$ MTH模型中，右手中微子离开热浴时仍然是相对论性的。随着宇宙的膨胀，这些粒子最终变得非相对论性，并在衰变之前主导宇宙的能量密度。衰变到标准模型状态是优选的，其结果是可见扇区处于比孪生扇区更高的温度。因此，孪生扇区对早期宇宙辐射密度的贡献被抑制了，使得目前对这种情况的限制得到满足。然而，孪生辐射中的能量密度仍然足够大，可以在未来的宇宙微波背景实验中发现。此外，孪生中微子比标准模型的中微子重得多，这对中微子的整体质量密度有相当大的贡献，可以在即将到来的旨在探测宇宙大尺度结构的实验中检测到。
2016-11-23 hep-ph
$R(D^{(*)})$ from $W'$ and right-handed neutrinos
我们提供了一个紫外（UV）完整的模型的$R(D^{(*)})$异常，其中的额外贡献半τ子$b \to c$跃迁产生的右手消毒中微子通过交换TeV尺度的$SU(2)_L$单线态$W'$衰变。该模型是基于标准模型（SM）的超荷群，$U(1)_Y$，到$SU(2)_V\times U(1)'$规范群的扩展，包含几对重矢量类费米子。我们提出了一个全面的唯象调查的模型，从低能量的味道物理，直接搜索在LHC，中微子物理和宇宙学。我们表明，虽然$W'$和$Z'$诱导的约束是重要的，它是可能的，以找到参数空间自然与所有可用的数据一致。无菌中微子区也提供了丰富的现象学，包括可测量的暗辐射，伽马射线信号和碰撞机上的位移衰变的可能性。
2018-04-12 hep-ph
See Saw Inflation / Dark Matter / Dark Energy / Baryogenesis
BICEP 2的结果暗示，当宇宙的膨胀能量约为$Mc^2 \approx 10^{14}$ GeV时，引力波就会产生，而粒子物理学标准模型的一个自然延伸是一个右手中微子，它会或可能在$m_{ν_R}c^2 \approx 10^{14}$ GeV，受此启发，我在这里提出了一个跷跷板暴胀模型，它适合于我们称为“摆动暴胀”（Wiggly Whipped Inflation）\cite{Hazra:2014WWI}的一般模型。剩余的重右手中微子在合理的物理方案中被证明是暗物质。稳定重右手中微子质量的相同标量玻色子然后变成因弗拉通，其势由自耦合和重右手中微子质量耦合设定。在这种跷跷板暴胀之后，人们还发现跷跷板机制在近大统一理论尺度的因弗拉顿势中提供了一个由最轻中微子设定的量的弱电对称性破缺后的偏移，因此产生了一个由最轻左手中微子质量$m_{ν_L} \sim 10^{-3}$ eV设定的尺度的“暗能量“。由于这些中微子是马约拉纳粒子，违反轻子数守恒，它们是在电弱尺度下重子生成的天然介质。剩余的重右手中微子经过一些微调就变成了暗物质。因此，一个不美观的微调模型可以通过将宇宙学剩下的四个基本问题与中微子部分联系起来来解决它们。复活的SO（10）GUT模型为这种情况的发展提供了一个框架，并允许对Inflaton势进行特定的预测，并为中微子和宇宙学观测量提供了一个框架。
2014-05-19 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological implications of low scale quark-lepton unification
有一个独特的$\hbox{SU(4)}\otimes\hbox{SU(2)}_L \otimes \hbox{SU(2)}_R$规范模型，它允许夸克和轻子在TeV尺度上统一-从而使模型可测试并避免规范层次问题。在其最小形式，这个模型可以很自然地容纳同时解决方案的太阳和LSND中微子振荡的数据。大气中微子异常可以很容易地通过镜像对称的极小模型。该模型还包含三个右手中微子，质量在1 keV到$\sim$ 1 GeV之间。我们研究这些右手中微子对早期宇宙宇宙学的影响。结果表明，极小模型与大爆炸模型的某些标准假设是不一致的。这激发了对非标准大爆炸宇宙学的研究，例如具有$T_{RH} \sim$ MeV的低再加热温度场景。在这样的宇宙中，低尺度夸克-轻子规范统一与早期宇宙学之间的和平共存是可能的。
2002-10-31 hep-ph
Search for right-handed neutrinos from dark matter annihilation with gamma-rays
标准模型的几个扩展包含了GeV-TeV质量范围内的右手中微子。由于它们与活跃中微子的混合，它们可能会在宇宙学、中微子物理学和对撞机研究中产生新的效应。此外，右手中微子还可以作为暗物质湮灭的最终状态出现，这对暗物质间接探测搜索具有重要意义。在本文中，我们使用费米大面积望远镜（矮球状星系的6年观测）和H.E.S.S.（对银河系中心的10年观测）来限制暗物质湮灭为右手中微子。我们考虑质量在10 GeV和1 TeV之间的右手中微子，包括两体和三体衰变，推导出暗物质湮灭率的界限，$\langle σv\rangle$，作为暗物质质量的函数。我们的结果表明，特别是，热暗物质湮灭截面，$3\times 10^{-26}\, {\rm cm^3 s^{-1}} $，右手中微子被排除的暗物质质量小于$200$ GeV。
2017-10-13 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter, Baryogenesis and Neutrino Oscillations from Right Handed Neutrinos
我们表明，撇开加速宇宙膨胀，所有的实验数据，在高能物理，通常认为需要物理学超越标准模型可以解释时，完成它的三个右手中微子，可以使用当前的实验技术搜索。实现这一设想的模型被称为中微子最小标准模型（νMSM）。在本文中，我们对νMSM中所有已知的约束进行了全面的总结，并对该模型进行了教学介绍。我们提出了第一个完整的定量研究的参数空间的模型，没有物理超越νMSM是需要同时解释中微子振荡，暗物质和重子不对称的宇宙。这就需要跟踪左，右手中微子丰度从热大爆炸的初始条件下的温度低于QCD标度的时间演化。我们发现，共振放大，CP违反味振荡，散射和衰变的相互作用导致了一些以前未知的约束的无菌中微子的属性。在最近的中微子混合角θ_{13}非零的证据面前，我们进一步重新分析了过去对撞机实验和大爆炸核合成的边界。我们结合现有的天体物理学和宇宙学的暗物质属性的限制，我们所有的结果。我们的研究结果提供了一个指导方针，为未来的实验寻找不育中微子。对无菌中微子质量和混合的限制的总结出现在arXiv：1204.3902 [hep-ph]中。在本文中，我们提供了我们的计算的所有细节，并给出了其他模型参数的约束条件。
2012-10-05 astro-ph.CO hep-ph
Chiral Anomaly in SU(2)${}_R$-Axion Inflation and the New Prediction for Particle Cosmology
通过将轴子暴胀嵌入到具有规范群$SU(2)_L\times SU(2)_R \times U(1)_{B-L}$的SM的最小左右对称规范扩张中，[arXiv：2012.11516]提出了一个新的暴胀粒子物理模型。在这项工作中，我们提出了一个更详细的分析。作为一个令人信服的结果，这种设置提供了一个新的机制，同时重子生成和右手中微子创造的手征异常$W_R$在通货膨胀。最轻的右手中微子是暗物质的候选者。该设置具有两个未知的基本尺度，即，膨胀和左右对称破缺的尺度$SU(2)_R\times U(1)_{B-L}\rightarrow U(1)_{Y}$。足够的物质创造需要左右对称性破缺尺度在暴胀结束后不久发生。有趣的是，它更喜欢高于$10^{10}~GeV$的左右对称破缺标度，这是在具有中间左右对称标度的非超对称SO（10）大统一理论所建议的范围内。虽然在标准模型$B-L_{SM}\neq 0$子区中，$W_R$规范场在暴胀中产生等量的右手重子和轻子，即$B-L=0$。这种设置的一个关键方面是，$SU(2)_R$球对称体永远不会处于平衡状态，并且原始的$B-L_{SM}$被标准模型相互作用所保存。这种设置在膨胀物理学中的CP破坏和物质创造（可见和暗）之间产生了深刻的联系;因此它可以自然地解释宇宙学参数之间观察到的巧合，即，$η_{B}\simeq 0.3 P_ζ$和$Ω_{DM}\sime…
2021-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The KATRIN sensitivity to the neutrino mass and to right-handed currents in beta decay
卡尔斯鲁厄氚中微子实验KATRIN的目的是确定绝对中微子质量标度下降到0.2 eV，与宇宙学和无中微子双β衰变相比，模型依赖性要小得多。为此目的，在接近氚分子β衰变终点处测量积分电子能谱。端点，连同中微子质量，应拟合从KATRIN数据作为一个自由参数。右手耦合改变了端点附近的电子能谱，因此对中微子质量的精确测定也有一定的影响。统计计算表明，以端点为自由参数，许多β衰变实验所限制的未考虑的右手耦合能使中微子质量的拟合值相对于中微子真实质量的变化不超过5- 10%.错误地使用端点作为固定输入参数，中微子质量的上述变化可能会大得多，数量级为100%，并且在某些情况下，对于大的真实中微子质量值，拟合的中微子质量平方可能是负数。使用固定端点的出版物，并提出了大的右手耦合效应的中微子质量测定是不相关的KATRIN实验。
2007-04-30 hep-ph
New physics effects on neutrinoless double beta decay from right-handed current
通过与标准机制的比较，研究了新物理贡献对右手电流引起的无中微子双β衰变的影响。如果轻中微子从左右对称模型中的II型跷跷板获得质量，其中I型贡献被抑制到可以忽略的程度，则右手PMNS矩阵与左手PMNS矩阵相同，这使得它具有高度可预测性，并且可以在下一代实验中进行测试。这是非常有吸引力的，特别是最近的宇宙学约束有利于正常的层次下，无中微子双β衰变太小，除非新的物理出现，如最近在ATLAS观察到的diboson过剩。左手和右手电流的相对贡献可以用两种不同同位素的寿命之比以及核矩阵元素的比率来重建。这样，在核矩阵元计算中的理论不确定性可以从根本上避免。我们还讨论了无中微子双β衰变测量与宇宙学、β衰变和中微子振荡的相互作用。
2015-08-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Right-Handed Sneutrinos as Curvatons
我们考虑的可能性，右手sneutrino可以作为源的能量密度扰动导致宇宙学中的结构形成。本文研究了相干振荡右手中微子凝聚体的宇宙学演化，其中暴胀后的再加热是由于微扰暴胀子衰变引起的。对于狄拉克中微子的情况下，它表明，一些抑制普朗克标度抑制修正的右手中微子超势是必要的。在暴胀期间（|c| < 0.1），对超中微子质量平方项的cH^2修正也必须被抑制，在这种情况下，根据暴胀期间|c|的大小，可能出现明显的蓝色（如果c > 0）或红色（如果c < 0）微扰谱。R宇称也必须被打破，以确保宇宙不会被右手中微子凝聚体晚期衰变（温度为1-10 MeV）的LSP过度封闭。暴胀过程中的膨胀率可能比传统的超对称暴胀模型小得多（可能低至10^6 GeV）。对于马约拉纳中微子的情况下，更严重的抑制普朗克抑制超势修正是必需的。此外，马约拉纳中微子凝聚体很可能在它能够支配能量密度之前被热化，这将排除马约拉纳右手中微子作为曲率子。
2003-07-29 astro-ph hep-ph
Seesaw Cosmology
New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）；Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC（联邦ABC大学自然与人文科学研究中心）；Instituto de Física, Universidad de Antioquia（安蒂奥基亚大学物理研究所）
该研究提出跷跷板宇宙学，探讨暴胀子通过RHNs传递能量的微扰再加热过程，分析其热演化规律及对暗物质产生的影响，关联中微子质量、原初热历史与暗物质等现象。
2026-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Consistent cosmology with Higgs thermal inflation in a minimal extension of the MSSM
我们考虑一类模型，其中最小的规范F-长期混合通货膨胀是renormalisably耦合到最小的超对称标准模型（MSSM），没有额外的成分，我们称这类“最小的混合通货膨胀超对称标准模型“（MHISSM）。单重态暴胀子提供了希格斯μ项，并允许从暴胀退出到以大希格斯vev为特征的真空。真正的基态是在沿着希格斯平坦方向经过一段时间的热膨胀后达到的。标量谱指数从标准的F-项值，减少到约0.976的情况下，其中暴胀子势占主导地位的1-回路的修正。热膨胀后的再热温度约为10^9 GeV，解决了引力子过闭合问题。希格斯凝聚体降低了单位长度的宇宙弦质量，使其与宇宙微波背景约束相容，而无需调整暴胀子耦合。在暴胀子区的最小U（1）'规范对称性下，其中一个瀑布场产生右手中微子质量，我们研究了三种流行的超光速破缺方案：AMSB，GMSB和CMSSM中的Higgs热暴胀方案，重点关注引力子质量的约束。
2013-01-21 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology and Neutrino Properties
本文简要介绍了中微子的宇宙学影响以及宇宙学对中微子性质的限制。本文讨论了中微子质量的上界及其可能的弛豫方法，宇宙中微子本底的观测方法，中微子振荡对宇宙轻子不对称性的极大改善，中微子自旋统计定理破缺的宇宙学效应，考虑活动中微子振荡时活动中微子和可能的惰性中微子混合参数的界，右手电流和中微子磁矩的界限，还有更多。
2008-04-13 astro-ph hep-ph
A frequentist analysis of three right-handed neutrinos with GAMBIT
右手中微子对标准模型的推广不仅可以用跷跷板机制解释活动中微子的质量，而且可以解决宇宙学中一些长期存在的问题。特别是，低于TeV规模的质量是特别感兴趣的，因为它们可以在实验搜索中导致过多的签名。我们提出了第一个完整的频率论分析的扩展标准模型的三个右手中微子，质量在60 MeV和500 GeV之间，使用全球和模块化的BSM（超越标准模型）推理工具GAMBIT。我们的分析是基于Casas-Ibarra参数化，包括大范围的实验约束：主动中微子混合，间接约束，例如，电弱精确观测和轻子普适性，以及对右手中微子的大量直接搜索。为了研究它们的整体效果，我们推导出现象学上最相关的参数预测的组合轮廓似然结果。此外，我们讨论的作用（边缘）统计优选区域的参数空间。最后，我们探讨了不同的最轻中微子质量值的三个右手中微子的味道混合模式。我们的研究结果包括最全面的评估模型与三右手中微子模型低于TeV规模到目前为止，并提供了一个强大的地面探索未来的约束或检测的影响。
2020-07-03 hep-ex hep-ph
SMART U(1)$_X$ $-$ Standard Model with Axion, Right handed neutrinos, Two Higgs doublets and U(1)$_X$ gauge symmetry
针对粒子物理和宇宙学标准模型的五个基本缺陷，我们提出了一个SMART U（1）$_X$模型，它是标准模型的$U(1)_X \times U(1)_{PQ}$扩展. $U(1)_X$规范对称性是著名的$U(1)_{B-L}$对称性的推广，而$U(1)_{PQ}$是整体Peccie-Quinn（PQ）对称性。三个右手中微子的加入消除了$U(1)_X$相关的异常，它们在理解观测到的中微子振荡和解释观测到的重子不对称性方面发挥了至关重要的作用。PQ对称性有助于解决强CP问题，也为轴子提供了一个引人注目的暗物质（DM）候选者。$U(1)_X$规范对称性使我们能够用$H_{inf} \lesssim 2 \times 10^{7}$ GeV实现拐点暴胀方案，其中$H_{inf}$是暴胀过程中哈勃参数的值。这使我们能够克服一个潜在的轴子畴壁问题以及轴子等曲率问题。SMART U（1）$_X$模型可以与$SU(5)$合并。
2020-02-17 hep-ph
Quantum Seesaw Cosmology: A Heating Phase from Pauli Blocking
New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）；Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学自然与人文科学中心）
该研究提出量子跷跷板宇宙学中的新加热机制，右手中微子填充受限动量空间导致泡利阻塞，使标准模型温度随尺度因子按 $T \propto a^{+3/8}$ 增加，区别于传统再加热的 $T \propto a^{-3/8}$ 标度。
2026-09-17 hep-ph
Resolving Hubble Tension by Self-Interacting Neutrinos with Dirac Seesaw
自相互作用中微子在接近物质辐射相等时开始自由流，最终散射面处光子声视界的物理尺寸减小。这种机制可能是标准$Λ$ CDM宇宙学看到的哈勃常数值低于距离阶梯的局部测量值的原因。我们提出了一种新的实现的自相互作用狄拉克中微子（SID $ν$）与光暗光子介体的可行的相互作用机制。我们的模型是由一个狄拉克跷跷板完成的紫外线模型，狄拉克跷跷板具有无反常的暗$U(1)_X^{}$规范群，该规范群使右手中微子带电。这个模型自然地产生狄拉克中微子的小质量，并诱导右手中微子的自散射。当中微子的能量远大于其质量时，左手中微子的散射被手征翻转质量插入所抑制。由此产生的中微子自散射对$E_ν\gtrsim O(\text{keV})$不起作用，这避免了宇宙学和实验室的限制。通过推导左手中微子和右手中微子数密度的Boltzmann方程，我们发现在大爆炸核合成和复合之间的一个短时期内，约有$2/3$左手中微子转变为右手中微子，并在之后发生有效的相互作用.由此产生的中微子非自由流是在拖曳期收缩共动声视界的关键因素，它可以调和早期和晚期测量之间的哈勃张力。
2020-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Flavon Magneto-Baryogenesis
在本文中，我们探讨重子不对称性的演化以及超磁场在早期宇宙中的假设下，Froggatt-Nielsen的flavon进行的不对称性。通过黄子衰变为标准模型费米子，这种不对称性转移到费米子，其中右手电子保持其不对称性，而其汤川相互作用处于热平衡之外。通过黄子的存在，我们可以保证右手电子的冻结温度比标准宇宙学方案更接近电弱相变。有了这个技巧，右手电子中的不对称性被保存了更长的时间。此外，注入的不对称性的右手电子是渐进的，这有助于保持在右手部门的不对称性显着。由于费米子数破坏和超磁场的螺旋度之间的密切关系，一些不对称性被用来放大超磁场，这本身有助于通过保持汤川过程的热平衡来保持剩余的不对称性。我们找到了参数空间中的甜区，在电弱相变时，该甜区可以在重子中产生右不对称性，同时产生大的超磁场。
2020-08-10 hep-ph
How many new particles do we need after the Higgs boson?
标量玻色子的发现完成了对标准模型预言的粒子的实验证实，标准模型实现了用几个对称性原理和几个自然常数来描述几乎所有在自然界中观察到的现象。中微子振荡是实验室中发现的标准模型之外的物理学唯一被证实的证据。如果中微子和所有其他费米子一样有右手手征的伙伴，它们就很容易解释。值得注意的是，右手中微子可以同时解释宇宙学长期存在的难题，即暗物质和宇宙的重子不对称性。我讨论如何密切这种最小的标准模型的右手中微子的扩展可以给我们带来一个完整的自然理论，还有什么可能需要。
2014-05-16 hep-ph
On the collider-testability of the type-I seesaw model with 3 right-handed neutrinos
本文在标准模型的三右手中微子扩展框架下，研究了通过测量重中性轻子衰变分支比并结合振荡数据来确定模型参数的能力，论证了未来对撞机及固定靶实验在发现重中性轻子并检验其物理机制方面的潜力。
2025-04-01 hep-ph
TeV Scale Leptogenesis in B-L Model with Alternative Cosmologies
在TeV标度的B-L推广的反跷跷板标准模型中，右手中微子的Yukawa耦合可以是一阶的。这意味着在标准宇宙学中，稀薄创生的非平衡条件是不满足的。我们提供了两个方案来克服这个问题，并产生所需的值的重子不对称的宇宙。第一种情况是基于额外维度的膜世界效应，它修改了弗里德曼方程。我们表明，在这种情况下，宇宙的重子不对称性的值限制五维普朗克质量为O（100）TeV。在第二种情况下，假设由暴胀子衰变产生的非热右手中微子。我们强调，在这种情况下，有可能产生所需的重子不对称的宇宙TeV尺度的右手中微子。
2012-05-05 hep-ph
Constraints on Neutralino masses and mixings from Cosmology and Collider Physics
在LEP的电荷对生产的截面测量的界限产生的电荷质量的约束。如果假设是大统一关系，那么最轻的中性伴子一定比$\approx 45 -50\GeV$重。如果没有大统一理论关系，中性伴子质量的下限就不存在。我推导出质量界限上的最轻的中性伴从遗迹密度测量相对论和非相对论中性伴和我推导出的selectron质量界限上的中性伴对生产过程$e^+e^-\to \x{1}\x{2}$在LEP的横截面上观察到的限制，如果最轻的中性伴是无质量的。进一步讨论了辐射中性伴子的产生及其在未来ILC中的背景。最后，我提出了一种方法，以确定中性伴子耦合到右，左手电子和Z玻色子的截面测量的辐射中性伴子的生产和中性伴子对在ILC。
2007-08-09 hep-ph
$0 ν\, ββ$ decay process in left-right symmetric models without scalar Bidoublet
我们提出了一种替代配方的左右对称理论的标量部门由两个希格斯双峰，这不同于标准版本的左右模型，使使用$L-$和$R-$希格斯三重态和希格斯双双峰。其基本思想是只考虑少量的额外带电等单重场，通过对这些重等单重场的积分就可以得到费米子的质量。我们还详细讨论了在这个特殊的左右对称理论中的无中微子双β衰变，其中右手Majorana中微子可以是MeV量级的。在这个右手马约拉纳质量的MeV尺度下，只有当右手规范玻色子质量在5 TeV左右时，右手电流对无中微子双β衰变的贡献才能与标准左手扇区的贡献相媲美，而在$W_R$的操作尺度在几TeV左右时，在LHC上探测是可能的。本文简要评述了大爆炸核合成和宇宙学对右手中微子的宇宙学约束。
2013-01-31 hep-ph nucl-ex
Axi-Majoron : One-shot solution to most of the big puzzles of particle cosmology
提出基于标度与PQ对称性的最小宇宙学标准模型Axi-Majoron，统一解决粒子宇宙学六大核心谜题，给出暴胀、暗物质等多方面的物理机制与预言。
2024-12-09 gr-qc hep-ph
Leptogenesis from Heavy Right-Handed Neutrinos in CPT Violating Backgrounds
我们讨论了一个模型中的leptogenesis与重右手Majorana中微子传播在一个恒定的，但在其他方面通用的CPT违反轴向类时背景（这可能是出于弦论的考虑）。在远高于电弱相变温度的温度下，我们解析地但近似地（使用Pade近似）求解了相应的玻尔兹曼方程，该方程描述了由于重中微子衰变为标准模型轻子而产生的轻子不对称性。这些轻子在这样的温度下实际上是无质量的。目前的工作完成了一个严格的方式初步处理相同的系统，由一些本作者。在早期的工作中，轻子的不对称性是通过考虑静止的右手中微子的衰变而粗略估计的。我们目前的分析包括重中微子的热动量模式，这导致了总轻子不对称性，与以前的估计相比，它大了两倍。尽管如此，我们目前和初步的冻出结果是一致的（在12.5%的不确定性内）。我们的分析依赖于一种新的使用帕德近似来解决玻尔兹曼方程，并可能在宇宙学中更广泛地使用。
2017-12-08 gr-qc hep-ph hep-th
Standard Model-Axion-Seesaw-Higgs Portal Inflation. Five problems of particle physics and cosmology solved in one stroke
我们提出了一个最小的标准模型（SM）的扩展，提供了一个一致的图片粒子物理从电弱尺度到普朗克尺度和宇宙学从通货膨胀到今天。三个右手中微子$N_i$，一个新的色三重态$Q$和一个复的SM-单重态标量$σ$，它们的真空期望值$v_σ\sim 10^{11}$ GeV同时破缺轻子数和Peccei-Quinn对称性。在低能量下，模型简化为SM，增加了跷跷板产生的中微子质量和混合，加上轴子。后者解决了强CP问题，并解释了宇宙中的冷暗物质。暴胀子由$σ$和SM希格斯粒子的混合物组成，暴胀后宇宙的再加热通过希格斯入口进行。重子发生是通过热瘦生进行的。因此，在这个统一的标准模型-轴子-跷跷板-希格斯门暴胀（SMASH）模型中，粒子物理学和宇宙学的五个基本问题被一举解决。它可以通过即将进行的宇宙微波背景和轴子暗物质实验进行决定性的探测。
2017-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Electroweak baryogenesis window in non standard cosmologies
在这项工作中，我们表明，希格斯质量的新的界限是难以调和的强约束的物理参数的标准模型和最小超对称标准模型所施加的重子不对称性的保存。假设在电弱相变时是非标准宇宙学，到BBN时又回到标准宇宙学，就可以削弱这种束缚。两个明确的例子是早期的物质主导的膨胀由于一个沉重的右手中微子（跷跷板尺度），或非标准的膜世界膨胀。
2012-05-10 hep-ph
Low-scale leptogenesis and dark matter in a three-loop radiative seesaw model
本文证明Krauss-Nasri-Trodden三圈跷跷板模型可同时解释中微子质量、暗物质和宇宙重子不对称性，提出包含四个右手中微子的方案满足观测约束，并预测存在可被未来对撞机探测的几百GeV类标量轻子粒子。
2023-09-07 hep-ph
Leptogenesis and Planck-scale black hole remnants in a Pati-Salam cosmology
School of Advanced Sciences, Vellore Institute of Technology（维洛尔理工学院高级科学学院）；Department of Physics and Institute of Basic Science, Sungkyunkwan University（成均馆大学物理系与基础科学研究院）；School of Physical Sciences, Indian Institute of Technology Goa（印度戈阿理工学院物理科学学院）
该研究在Pati-Salam宇宙学中探讨原初黑洞蒸发产生的轻子生成与普朗克尺度残骸暗物质，发现非热轻子生成与残骸暗物质相互排斥，但热贡献下10^6克黑洞可同时满足暗物质、重子不对称及破缺能标，并预言可探测的引力波背景。
2026-09-21 hep-ph
Peccei-Quinn field for inflation, baryogenesis, dark matter, and much more
我们提出了一种膜宇宙学方案，其中Peccei-Quinn场扮演着暴胀子的角色，同时解决了许多宇宙学和唯象学问题，如跷跷板机制所需的右手中微子的重Majorana质量的产生，$μ$ -参数，重子数不对称的适量以及当前宇宙中的暗物质遗迹密度，以及无畴壁障碍的强CP问题的轴子解。有趣的是，软超对称性破缺质量参数和$U(1)_{\rm PQ}$对称性破缺的尺度分别在$\mathcal{O}(10) {\mathrm TeV}$和$\mathcal{O}(10^{11}) {\mathrm GeV}$处有下界。
2016-05-13 astro-ph.CO hep-ph
