Captures of Hot and Warm Sterile Antineutrino Dark Matter on EC-decaying Ho-163 Nuclei
在放射性Ho-163核上捕获低能电子反中微子，通过电子捕获（EC）衰变为Dy-163，是检测残余无菌反中微子的一个值得注意的机会。目前的实验和宇宙学数据或多或少地暗示了这种假设的粒子，它们可能是宇宙中热暗物质的一部分，也可能是热暗物质的候选者。使用同位素Ho-163作为目标，并假设合理的活性-无菌反中微子混合角，我们计算的捕获率的遗迹电子反中微子对相应的EC衰变背景下，在存在的无菌反中微子在sub-eV或keV的质量尺度。我们表明，热或温暖的无菌反中微子暗物质的签名原则上应该是可观察的，提供的目标是足够大，能量分辨率是足够好的。
2011-08-03 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Possible Capture of keV Sterile Neutrino Dark Matter on Radioactive beta-decaying Nuclei
在费米子质谱中存在一个跨越O（0.5）eV ~ O（0.5）MeV六个数量级的“沙漠”。我们认为，它可能容纳一个或多个千电子伏的不育中微子作为一个自然的候选人，温暖的暗物质。为了说明这一观点，我们简单地假设存在一个keV的惰性中微子nu_4，它的味本征态nu_s与三个活性中微子弱混合。在自洽参数化下，我们阐明了nu_4和β衰变辐射衰变中不同的活性-无菌中微子混合因子。在实验室中直接探测这种keV的无菌中微子暗物质原则上是可能的，因为nu_e的nu_4分量在被放射性β衰变核捕获时可以在电子能谱上留下明显的印记。我们对捕获反应nu_e + ^{3}H \to ^{3}He + e^-和nu_e + ^{106}Ru \to ^{106}Rh + e^-在β衰变背景下的特征进行了分析，并得出结论，从长远来看，这种实验方法可能不是没有希望的。
2010-11-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Decaying sterile neutrinos at short baselines
本文利用 MicroBooNE 新数据重新检验衰变惰性中微子对 MiniBooNE 和 LSND 短基线反常的解释，并在两种衰变模型参数空间中给出新限制，发现该解释在大部分参数空间被以超过 99% 置信水平排除。
2024-06-06 hep-ex 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$10^{-10} \lesssim |U_{μ4}|^2 \lesssim 10^{-8}$（$3\times 10^{-7} \lesssim |U_{μ4}|^2 \lesssim 8 \times10^{-7…
2021-08-03 hep-ph
Testing the heavy decaying sterile neutrino hypothesis at the DUNE near detector
在DUNE近探测器上测试重衰变中性中微子假说，以验证其在中微子振荡中的作用及区分中微子类型。
2025-12-09 hep-ex hep-ph
Constraints on Decaying Sterile Neutrinos from Solar Antineutrinos
太阳中微子实验对$^8$ B中微子流中的$ν\to\overlineν$转换源高度敏感。在这项工作中，我们适应这些搜索到最近提出的解释LSND，MiniBooNE和反应堆异常的非最小无菌中微子模型。在太阳中产生的这种不育中微子，遵循衰变链$ν_4 \to νϕ\to νν\overlineν$与一个新的标量$ϕ$的结果在上限的中微子混合$|U_{e4}|^2$在每千分之一的水平。我们的结论是，所有异常的同时解释是在紧张与KamLAND，超级神冈，和Borexino限制太阳反中微子的通量。然后，我们提出了其他极小模型，违反宇称或轻子数，并讨论在每种情况下，我们的约束的适用性。根据现有的Borexino数据以及在添加Gd的Super-Kamiokande进行的未来检索，可以预期未来的改进。
2021-09-07 hep-ex hep-ph
Constraints on parameters of radiatively decaying dark matter from the galaxy cluster 1E0657-56
我们推导出了辐射衰减的暖暗物质粒子的参数约束，例如，利用钱德拉X射线光谱对一个星系团1 E0657 -56（"子弹“星系团）的质量和混合角。约束是基于无菌中微子衰变发射线的非检测。这个星系团显示出炽热的星系际气体和暗物质之间的空间分离，有助于解开它们的X射线信号。它也有一个非常长的X射线观测和总质量通过引力透镜测量。这使得对不育中微子的限制与早期使用不同集群质量估计的结果互补。我们的限制与现有的最佳限制相当。
2006-11-06 astro-ph hep-ph
An Active-to-Sterile Neutrino Transition Dipole Moment and the XENON1T Excess
在这封简短的信中，我们发现τ和不育中微子之间的磁跃迁偶极矩可以解释XENON 1 T过量事件。与普通的中微子偶极矩不同，新的无菌质量标度的引入允许天体物理边界被抑制。有趣的是，与SN 1987 A相容的最佳拟合区域意味着硼-8或CNO中微子作为源通量。我们发现，无论是$\sim$ 260 keV或在$\sim$（500 - 800）keV的质量范围内的无菌中微子能够逃避天体物理的约束，同时能够成功地解释XENON 1 T事件率。最佳拟合参数空间中的不育中微子可能对大爆炸核合成（BBN）有重要影响。我们显示的区域中，宇宙的低再热温度可能会允许BBN约束得到缓解。
2020-07-10 astro-ph.CO 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
Direct detection of relic active and sterile neutrinos
在早期宇宙中，活跃和惰性的亚电子伏特中微子都可以形成宇宙中微子背景。我们认为β衰变（例如，$^3$ H）和EC衰减（例如，$^{163}$ Ho）核作为实验室捕获残余中微子的理想靶。计算了（3 + $N_{\rm s}$）味混合方案中残余电子中微子和反中微子相对于相应的β衰变或电子俘获（EC）衰变背景的俘获率，并结合PIMMY计划讨论了未来的发展前景.我们强调，从长远来看，这种直接测量热DM的方法可能并非毫无希望。
2016-06-15 astro-ph.CO hep-ph
Visible in the laboratory and invisible in cosmology: decaying sterile neutrinos
本文研究低再加热温度宇宙中 keV 量级惰性中微子的产生与约束，指出其经 $Z^\prime$ 或新标量暗衰变可规避宇宙学限制、缓解哈勃张力，并有望被实验室实验探测。
2023-12-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Bounds on decaying sterile neutrinos via magnetic dipole moment from COB intensity
本文利用新视野号LORRI测得的COB反常强度，研究keV量级辐射衰变惰性中微子作为暗物质候选者的贡献，并由此导出其跃迁磁偶极矩的上限约束。
2025-08-19 astro-ph.CO hep-ph
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。
2016-08-02 astro-ph.HE hep-ph
Long-Exposure NuSTAR Constraints on Decaying Dark Matter in the Galactic Halo
我们提出了两个互补的NuSTAR x射线搜索千电子伏级的暗物质衰减到单能光子在银河系晕。在第一个，我们利用已知的强度模式的未聚焦杂散光整个探测器平面-主要来源的光子从扩散源-分离天体物理发射内部仪器背景使用${\sim}$ 7-MS/探测器深空天空曝光。在第二，我们提出了一个更新的参数模型的完整的NuSTAR仪器背景，使我们能够利用一个独立的${\sim}$ 20-MS/探测器堆叠曝光分布在天空中的统计能力。使用这两种方法都没有发现异常X射线线的证据，我们对无菌中微子质量为6- 40 keV的活动-无菌混合角$\sin^2(2θ)$设定了限制。第一个关键的结果是，我们强烈反对一个${\sim}$ 7 keV的无菌中微子衰变为3.5 keV的光子。第二，我们导出了质量为${\sim}$ 15- 18 keV和${\sim}$ 25- 40 keV的不育中微子的领先极限，达到或低于大爆炸核合成极限。结合以前的结果，中微子最小标准模型（$ν$ MSM）的参数空间现在几乎是封闭的。
2023-01-17 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
Constraints on decaying Dark Matter from XMM-Newton observations of M31
利用仙女座星系（M31）的XMM-牛顿EPIC谱，推导出辐射衰减暗物质（DM）粒子参数的约束条件。利用M31外围（5 '-13'）部分的观测，我们改进了现有的约束条件。对于无菌中微子DM的情况，结合我们的约束条件和Dodelson-Widrow（DW）方案中最新的无菌中微子丰度计算结果，我们得到了质量下限ms < 4 keV，这比最近由Aesthetal.（2007）[hep-ph/0612182]得到的ms < 6 keV更强.将该极限与Viel等人（2007）[arXiv：0709.0131]（m_s > 5.6 kev）的莱曼α森林分析的最新结果进行比较，我们认为排除了所有DM都是通过DW机制产生的情况。然而，我们讨论其他的生产机制，并指出，不育中微子仍然是一个可行的候选人的暗物质，无论是温暖或寒冷。
2008-09-10 astro-ph hep-ph
U(1)' mediated decays of heavy sterile neutrinos in MiniBooNE
MiniBooNE低能过剩是一个长期存在的问题，最近通过使用新收集的数据进行重新分析得到了进一步的证实，目前异常处于$4.8σ$水平。在这封信中，我们提出了一个新的解释，主张一个低能量部门包含$Z^\prime$玻色子与GeV级的质量和无菌中微子与质量约$100$ - $500$兆电子伏。我们发现，这种情况下可以提供一个很好的光谱协议与MiniBooNE低能量过剩的形式$Z^\prime$介导的中性电流生产的重无菌状态，其随后的衰变到$e^+e^-$对的一小部分被误认为是单电子类电磁阵雨。我们的模型在广泛的一类模型中，无菌中微子在新的相互作用下被充电，允许新的耦合到隐藏的部门物理。除了类电子MiniBooNE签名，该模型还预测了LArTPC探测器（如MicroBooNE）中的一种新的低背景信号，该信号由两个可区分的类电子电磁簇射组成，来自一个没有相关强子活动的单个顶点。
2018-08-08 hep-ph
Solar Neutrino Scattering with Electron into Massive Sterile Neutrino
最近的氙1T过剩可以解释为太阳中微子与电子通过光介质散射，标量或矢量，除了许多其他解释从黑暗的部门。由于只有反冲电子是可观测的，所以在末态中可能出现keV的惰性中微子而不是活性中微子。无菌中微子允许赝标量介体来解释被认为是不可能的氙1T过剩。此外，非零反冲能下界来源于无菌中微子的质量，它可以用来证明无菌中微子是否有质量。我们还简要地讨论了与光$Z'$介体的不育中微子的情况下的最终状态。
2020-07-20 hep-ex hep-ph
Dark Matter Decaying into Millicharged Particles as a Solution to AMS 02 Positron Excess
自2008年以来，PAMELA观测到并随后被AMS 02证实的正电子过剩引起了粒子物理学界的兴趣。人们建立了各种各样的暗物质衰变和湮灭模型来解释这种过剩。然而，各向同性伽马射线的边界不利于典型的暗物质衰变场景。我们提出了一个解决方案，这个过剩的基础上衰变的暗物质粒子到中间毫荷电粒子，可以被银河系磁场。在我们附近，毫荷电粒子随后衰变为电子正电子，这可以解释这种过剩。由于这些粒子在衰变前从晕中扩散出来，它们对各向同性伽马射线背景的贡献预计要比正则暗物质衰变情景中的贡献小得多。我们表明，该模型是可测试的直接暗物质搜索实验。
2019-03-19 hep-ph
Unstable Relics as a Source of Galactic Positrons
我们计算的流量511千电子伏的光子从银河系隆起所造成的正电子衰变的遗迹粒子质量小于100兆电子伏。特别是，我们收紧了对不育中微子的质量混合角参数空间的一个大的域的约束，由此产生的光子通量将显着超过实验数据。与此同时，观测到的光子通量很容易由质量范围为1 MeV < m_sterile < 50 MeV的衰变无菌中微子引起，宇宙学丰度通常在10^{-9} < Omega_sterile < 10^{-5}范围内，假设Omega_sterile完全来自早期宇宙中活性中微子的转换。其他衰变遗迹的候选者，如中性（伪）标量粒子耦合到具有引力强度的轻子，可以与光子通量兼容，并可以构成冷暗物质的主要成分。
2004-11-07 astro-ph hep-ph
Sterile Neutrino Production Through a Matter Effect Enhancement at Long Baselines
如果无菌中微子与标准模型费米子有中性耦合，那么物质效应共振跃迁到无菌中微子和多余的中性电流事件可能在长基线实验中显现出来。假设一个单一的无菌中微子与中性耦合的费米子物质，我们重新检查边界无菌中微子生产在长基线的MINOS结果$P_{ν_μ \rightarrow ν_s} < 0.22$（90% CL）。我们证明，中性矢量耦合到费米子物质的无菌中微子可以逃避MINOS限制，允许在长基线的活性到无菌中微子转换的比例更高。扫描参数空间的无菌中微子物质效应拟合的LSND和MiniBooNe数据，我们表明，在矢量单重态耦合的无菌中微子的物质，这些拟合的一些有利的参数化将创建中性电流事件超出标准模型预测在长基线实验（例如MINOS和OPERA）。
2013-06-18 hep-ex hep-ph
Structure formation in a mixed dark matter model with decaying sterile neutrino: the 3.5 keV X-ray line and the Galactic substructure
我们在一个混合暗物质（MDM）模型中进行了一系列结构形成的宇宙学模拟。我们的模型是由最近发现的$3.5\,{\rm keV}$ X射线线，这可以解释为非共振产生的无菌中微子占$20$ - $60\%$的暗物质在宇宙中的衰变。这些非共振产生的无菌中微子具有相当大的自由流长度，因此有效地表现为温暖的暗物质（WDM）。假设其余的暗物质是由一些冷的暗物质（CDM）粒子，我们遵循一个混合WDM加CDM宇宙学的共同演化。具体来说，我们考虑的模型与温暖的成分分数的$r_{\rm warm}=0.25$和$0.50$。我们的MDM模型预测在物质辐射相等时的同动Jeans长度接近于粒子质量为$m_{\rm WDM}=2.4\,{\rm keV}$的热产生暖暗物质模型，但在涨落功率谱上的抑制较弱。我们进行了大的$N$体模拟研究MDM模型中的非线性暗晕的结构。在MDM模型中，子结构的丰富程度显著降低，因此所谓的小规模危机得到缓解。MDM模型中至少一个晕的累积最大圆速度函数（CVF）与银河系和仙女座星系中观测卫星的CVF吻合得很好。我们认为，MDM模型打开了一个有趣的可能性，以调和报告的$3.5\,{\rm keV}$线和星系的内部结构。
2015-12-25 astro-ph.CO hep-ph
Probing neutrino magnetic moments and the XENON1T excess with coherent elastic solar neutrino scattering
研究了太阳中微子CE $ν$ NS过程的活动中微子磁矩（$ν_{a}$ MM）和活动无菌跃迁磁矩（$ν_{s}$ MM）在未来暗物质直接探测实验中的探测潜力，并与各自的允许范围进行了比较，以解释氙1T过剩现象.我们发现对$ν_{a}$ MM的敏感性接近于$10^{-10}μ_B$和$10^{-11}μ_B$之间的水平，其主要受检测阈值的限制。另一方面，未来的太阳中微子CE $ν$ NS探测将在探测$ν_{s}$ MM中发现10 MeV以下的无菌中微子质量，这可以明确地测试$ν_{s}$ MM对氙1 T过量的解释。还导出了具有$ν_{a}$ MM和$ν_{s}$ MM贡献的一般框架中的灵敏度。
2022-04-25 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
Low-energy probes of sterile neutrino transition magnetic moments
具有keV-MeV质量和非零跃迁磁矩的不育中微子可以通过低能核或电子反冲测量来探测。在这里，我们确定当前和未来搜索的灵敏度，显示它们如何探测以前未探索的参数区域。未来使用单色$^{51}$ Cr源的相干弹性中微子-核散射（CE $ν$ NS）或弹性中微子-电子散射（E $ν$ ES）实验可以完全探测最近XENON 1 T过量所指示的区域。
2022-01-07 hep-ph
Supernova bound on keV-mass sterile neutrinos reexamined
为了避免超新星核心的能量损失，在m_s > 100 keV的情况下，严格限制活动-无菌中微子混合。当m_s较小时，物质效应抑制了有效混合角，但在共振能量范围内有效混合角有所增强。我们研究了ν_τ-ν_s混合的情况，其中由于ν_s超过\bar ν_s发射或反之亦然，导致ν_τ- \bar ν_τ不对称性的建立，从而降低了总的发射速率。在温暖的暗物质范围m_s < 10 keV中，混合角基本上不受约束。
2011-05-26 astro-ph.SR hep-ph
Explaining LSND by a decaying sterile neutrino
我们提出了一个解释的LSND证据的基础上中微子衰变的电子反中微子外观。我们引入一个重中微子，这是产生在π介子和μ介子衰变，因为一个小的混合与μ介子中微子，然后衰变成一个标量粒子和轻中微子，主要是电子类型。我们要求$g m_4\sim$的值为几个eV，$g$是中微子-标量耦合，$m_4$是重中微子质量，例如$m_4$在1 keV到1 MeV的范围内，而$g \sim 10^{-6} - 10^{-3}$。执行一个适合的LSND数据以及所有相关的空结果实验，我们表明，所有的数据都可以在这个衰减的情况下解释。在衰变模型的最小版本中，我们预测即将到来的MiniBooNE实验中的信号对应于与LSND中所见相同顺序的跃迁概率。此外，我们表明，我们的模型扩展到两个近简并的重中微子是可能的，引入CP破坏的衰变，这可能会导致在MiniBooNE运行在中微子模式的信号的抑制。我们简要地讨论了信号在未来的中微子振荡实验中，我们表明，我们的方案是兼容的边界从实验室实验中，我们在天体物理学和宇宙学的影响进行评论。
2005-09-21 astro-ph hep-ex hep-ph
Interpretation of the cosmic ray positron and electron excesses with an annihilating-decaying dark matter scenario
最近的实验对宇宙射线正电子和/或电子能谱的精确测量表明，能量明显超过10 GeV。此外，暗物质粒子探测器（DAMPE）的数据显示了一个潜在的尖锐光谱特征。这些结果激发了许多关于暗物质湮灭/衰变或天体物理起源的讨论。在这里，我们讨论的DM方案中，DM粒子可以湮灭和衰变为标准模型粒子对同时进行。在这个模型中，峰值结构是由于DM湮没在附近的subhalo和广泛的正电子/电子过剩是由于DM在银河系中的衰变。该模型能合理地解释DAMPE和AMS-02数据的总$e^+e^-$谱和正电子分数，模型参数与现有约束条件一致。这种DM模型的一个简单实现是自旋1矢量DM模型。
2020-04-21 hep-ph
7 keV sterile neutrino Dark Matter in extended seesaw framework
仙女座星系和其他星系团（包括英仙座星系）的X射线光谱中出现的$3.5$ keV光子线可以解释为$7$ keV不育中微子暗物质候选者的信号，这是一种合理的解释。我们提出了一个新的扩展的跷跷板机制框架，其中最轻的无菌中微子作为暗物质的候选者，它衰变为光子和普通中微子占多余的3.5 keV的X射线线。为了实现这一思想，我们在SM轻中微子$ν_L$中加入了两种不同类型的中性费米子单线态（$S_L$，$N_R$），使轻中微子质量服从一般的线性跷跷板公式.在扩展的跷跷板框架下讨论了模型参数的互补性约束。有利的是，这个框架可以嵌入到一个$SO(10)$大统一理论。
2014-09-12 hep-ph
Decaying WIMP dark matter for AMS-02 cosmic positron excess
为了解释最近报道的AMS-02宇宙正电子过剩现象，我们考虑了热产生的暗物质（DM）衰变为标准模型（SM）轻子的情形，其衰变速率极小，为\sim 10^{-26}秒。{-1}。由于所需的DM质量相对较重（700 GeV < m_{DM} < 3000 GeV），我们引入了除最轻超对称粒子（“LSP”）之外的另一个DM分量。为了使新DM具有Meta稳定性和湮没于其它粒子，除了R宇称外，还应该有另一种Z_2对称性。由于新的Z_2对称性，新DM与SM粒子的可重整化耦合不会使新DM不稳定，而这是新DM在早期宇宙中热化所必需的。由于新的DM是热产生的，它自然可以解释宇宙目前的能量密度。在TeV尺度下新的对称性破缺后，新的DM只能通过由超重平方质量参数抑制的不可重整化算符衰变为SM轻子（和LSP）。我们在一个“规范矢量类轻子”模型中实现了这种情况，这个模型是最近为了希格斯玻色子的自然性而提出的。
2013-07-24 hep-ph
Slight excess at 130 GeV in search for a charged Higgs boson decaying to a charm quark and a bottom quark at the Large Hadron Collider
在大型强子对撞机（LHC）上对顶夸克（$t\to H^\pm b$）衰变过程中带电希格斯玻色子（$H^\pm$）衰变为粲夸克和底夸克（$H^\pm \to cb$）的过程进行了研究.在ATLAS合作组最近的一次搜索中（所有的运行II数据，139 fb $^{-1}$），已经观察到了$3σ$附近的局部过剩，这与质量（$m_{H^\pm}$）约为130 GeV的带电希格斯玻色子玻色子和BR $(t\to H^\pm b)\times{\rm BR}(H^\pm\to cb)=0.16\%\pm 0.06\%$给出的分支比（BR）的乘积最吻合。在$H^\pm$具有独立汤川耦合的双希格斯双重模型（2 HDM）的背景下，考虑到LHC在$m_{H^\pm}$ =130 GeV时搜索$H^\pm\to cs$和$H^\pm\to τν$的限制以及$b\to sγ$的约束，我们提出了可以容纳这种过剩（假设它是真实的）的参数空间。然后，它表明，这种过剩不能解释在2 HDMs与自然风味的保护，但可以容纳在翻转的三希格斯双重模型（3 HDM）和对齐的2 HDM（A2 HDM）。即将在通道$H^\pm\to cb$（CMS）、$H^\pm \to cs$（ATLAS/CMS）和$H^\pm \to τν$（ATLAS/CMS）中用139 fb $^{-1}$进行的搜索将确定过量是否是具有$m_{H^\pm…
2022-02-07 hep-ph
Can decaying particle explain cosmic infrared background excess?
最近，CIBER实验测量了漫宇宙红外背景（CIB）通量，并声称与星系的综合辐射相比过量。我们证明了CIB谱可以用新粒子衰变产生的额外光子来拟合。然而，它也对CIB的各向异性贡献太大，这与CIBER和哈勃太空望远镜的各向异性测量相矛盾。
2017-06-15 astro-ph.CO hep-ph
Colder Freeze-in Axinos Decaying into Photons
我们指出，在超对称Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky模型中，7 keV的轴子暗物质（DM）可以同时再现3.5keV的X射线过剩，并且可以避开Ly-alpha森林数据的严格限制. Peccei-Quinn对称性破缺自然地产生具有最小SUSY标准模型粒子的轴子相互作用和RPV相互作用。RPV相互作用引入了轴子-中微子混合，并提供了轴子DM作为无菌中微子DM的变体，其衰变为单色光子可以通过X射线观测检测到。另一方面，Axinos是由热粒子的冻结过程以及无菌中微子的Dodelson-Widrow机制产生的。由此产生的相空间分布往往比费米-狄拉克分布更冷。晚期萨克逊衰变所产生的固有熵使axino更冷。线性物质功率谱甚至满足来自Ly-alpha森林数据的最新和最强的约束。
2017-07-07 astro-ph.CO hep-ph
Probing the sterile neutrino portal to Dark Matter with $γ$ rays
惰性中微子可以提供标准模型粒子和暗扇区之间的联系，除了通过I型跷跷板机制产生活性中微子质量。我们表明，如果暗物质湮灭成不育中微子确定其观察到的遗迹丰度，它是可能的，以解释银河系中心$γ$射线过剩的费米-LAT合作报告，由于天体物理成分加上暗物质湮灭。我们观察到，无菌中微子入口到暗物质提供了一个令人印象深刻的良好的拟合，在最佳拟合点的p值为0.78，银河系中心$γ$射线通量，DM质量在（40-80）GeV和无菌中微子质量20 GeV $\lesssim M_N < M_{DM}$。这样的值与费米-LAT观测银河系晕中矮球状星系的极限值是一致的，该极限值排除了暗物质质量低于$\sim$ 50 GeV（90 GeV）的无菌中微子质量$M_N \lesssim M_{DM}$（$M_N \ll M_{DM}$）。我们还估计了AMS-02反质子数据对这种情况的影响。
2018-12-17 hep-ph
Light sterile neutrinos and their implications on currently running long-baseline and neutrinoless double beta decay experiments
最近来自小型助推器中微子实验（MiniBooNE）的$ν_e$出现数据支持液体闪烁中微子探测器（LSND）报告的过量事件，这为eV尺度的无菌中微子的存在提供了间接暗示。由于这些无菌中微子可以与标准的活性中微子混合，本文利用目前正在运行的长基线中微子实验T2 K和NO $ν$ A，探讨了这种活性-无菌混合对各种振荡参数测定的影响。我们发现，无菌中微子的存在会导致这些参数之间新的简并，这将大大恶化NO $ν$ A实验的质量等级灵敏度。我们进一步注意到，包括从T2K实验的数据有助于解决简并。新的CP破坏相位$δ_{14}$和$δ_{34}$对NO $ν$的最大CP破坏排除灵敏度的影响。最后，结合最近的实验结果讨论了这种轻不育中微子对无中微子双β衰变过程的影响，以及对未来实验灵敏度的影响。
2020-07-22 hep-ph
Are Neutrino Oscillations Compatible with the Decaying Neutrino Theory for the Ionisation of Hydrogen in the Interstellar Medium?
最近的Super-Kamiokande观测资料大大加强了大气中微子异常主要是由于$ν_μ$与$ν_τ$或无菌中微子$ν^s_μ$之间的近最大振荡的假设。本文指出，星际介质中氢电离的衰变中微子理论，结合宇宙学常数$λ$为零的假设，要求这些振荡在$ν_μ$和$ν^s_μ$之间。这一要求可以通过即将进行的超级神冈测量来检验。如果太阳中微子亏损与能量有关，并且它和LSND数据都是由于中微子振荡，则可以得出进一步的要求。在这种情况下，只有衰变中微子理论（没有任何关于$λ$值的假设）要求大气异常是由$ν_μ-ν^s_μ$振荡引起的，而太阳中微子振荡是在$ν_e$和第二个无菌中微子$ν^s_e$之间。后一项要求可以通过即将进行的SNO和BOREXINO测量进行测试。如果这些也是$ν_τ-ν^s_τ$振荡，则衰变线将分裂成强度几乎相等且间距小于$\sim$ 0.2 eV的两条线。
1998-11-11 astro-ph hep-ph
Shedding New Light on Sterile Neutrinos from XENON1T Experiment
XENON1T合作最近报道了来自反冲电子的过量事件，可能会让人们深入了解粒子物理学标准模型（SM）之外的新领域。我们试图通过考虑不育中微子和SM粒子之间的有效相互作用来解释这种过剩。在本文中，我们提出了一个有效的模型的基础上，一个粒子的不可约相互作用顶点在低能量诱导的SM规范对称四费米子运营商在高能量。有效相互作用强度受SM精密测量、天体物理和宇宙学观测的制约。我们引入了一种新的有效的电磁相互作用，它可以通过惰性中微子暗物质与氙电子的非弹性散射成功地解释XENON1T事件率.我们发现，质量约为$90$ keV和特定的有效耦合的不育中微子可以很好地拟合与XENON1T的数据，其中最佳拟合点保持DM约束，并可能描述在其他实验中的异常。
2020-11-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
R-Parity Breaking via Type II Seesaw, Decaying Gravitino Dark Matter and PAMELA Positron Excess
我们提出了一类新的具有第二类跷跷板机制的MSSM的R宇称违反扩张，其中不稳定的引力子是宇宙的暗物质。它主要衰变为三个轻子的末态，从而为PAMELA实验中的正电子过剩而非反质子过剩提供了一个自然的解释。该模型可以解释中微子质量，而无需调用任何高尺度物理学，同时保持了宇宙中预先存在的重子不对称性。
2009-05-21 astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 Positrons from Decaying Wino in the Pure Gravity Mediation Model
AMS-02合作最近报告了宇宙射线正电子分数的过剩，这与PAMELA和Fermi-LAT合作报告的先前结果一致。当被解释为暗物质信号时，质量约为1 TeV的衰变暗物质可能是导致过量正电子分数的原因。有趣的是，当通过$LLE^c$相互作用引入微小的R宇称破坏时，纯引力中介模型提供了这样的暗物质，即几乎纯的中性维诺暗物质。我们发现，衰变的维诺暗物质很好地再现了与宇宙射线反质子和伽马射线观测的约束相一致的能谱。
2013-07-10 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
Direct Detection of the Cosmic Neutrino Background Including Light Sterile Neutrinos
目前的宇宙学数据给出了一个有趣的线索，即亚电子伏特的惰性中微子的存在，它应该是宇宙中微子背景的一部分（C $ν$ B）。我们指出，这种轻的不育中微子可能会留下一个明显的印记，在电子能谱的捕获残余电子中微子的放射性β衰变核。我们研究了相对于活性中微子的无菌中微子的可能信号，其特征在于它们的质量和敏感的数量密度，在反应$ν^{}_e + ~^3{\rm H} \to ~^3{\rm He} + e^-$对相应的氚β衰变。我们强调，这种直接实验室检测C $ν$ B及其无菌成分的方法在长期内可能并非没有希望。
2010-07-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for sterile neutrino with light gauge interactions: recasting collider, beam-dump, and neutrino telescope searches
我们研究了在耦合到中微子扇区的轻规范玻色子$X^μ$存在下的无菌中微子的特征。本文探讨了在不同对撞机和固定靶实验中得到的活性-无菌中微子混合物$| U_{\ell 4} |^2$，特别是τ味中微子混合物（$l = τ$）的新的边界。同时，考虑到无菌中微子衰变为轻规范玻色子（$ν_4 \to ν_\ell e^+ e^-$）的额外通道，我们对中微子振荡实验中低能过剩的参数空间进行了探索和约束.
2020-08-28 hep-ex hep-ph
Nearly degenerate heavy sterile neutrinos in cascade decay: mixing and oscillations
一些超越标准模型的扩展提出了近简并的重无菌中微子的存在。如果运动学允许，它们可以共振地产生并级联衰减到共同的最终状态。共同的衰变通道导致了重无菌中微子态的混合和干涉效应。我们实施非微扰的方法来研究级联衰变到共同的最终状态，其特点的相似性，但也值得注意的中性介子混合的情况下的差异的动态。我们发现，近简并的不育中微子之间的混合和振荡，可以检测到\emph{quantum beats}在其衰变产生的末态分布。这些振荡可能是重的惰性中微子混合的信号。我们详细研究了赝标介子衰变中产生的两个近简并的不育中微子衰变到一个纯轻子的“可见”通道：$ν_h \rightarrow e^+ e^- ν_a$。讨论了中微子有效数$N_{eff}$的宇宙学意义。
2014-11-20 hep-ph hep-th
Cosmological Imprints of Frozen-In Light Sterile Neutrinos
我们研究了通过冻结机制产生的无菌中微子暗物质的可观测宇宙学方面。该研究是在一个框架中进行的，该框架承认许多宇宙学上有趣的变化：通过来自更高维度算子的湮灭过程产生的高温产物或来自标量衰变的低温产物，其中衰变的标量与热浴处于或不处于平衡，在超对称或非超对称设置中，从而使我们能够提取通用属性并突出特定变化所特有的特征。我们发现，虽然这样的不育中微子一般是兼容的所有宇宙学约束，有趣的情况下，可能会出现暗物质是冷，暖，或热，有非平凡的动量分布，或提供贡献的相对论自由度的有效数量Neff大到足以探测大爆炸核合成未来的测量。
2017-06-13 astro-ph.CO hep-ph
Shadow dark matter, sterile neutrinos and neutrino events at IceCube
IceCube合作观测到的高能中微子的过剩可能来源于暗镜区重阴影重子的重子数违反衰变产生阴影中微子。然后，这些无菌中微子振荡成普通中微子，并将其光谱的特定特征转移给它们。特别地，这种情况可以解释2 PeV以上的频谱的末端以及400 TeV和1 PeV之间的能隙的存在。
2015-06-30 astro-ph.HE hep-ph
Restrictions on the lifetime of sterile neutrinos from primordial nucleosynthesis
我们分析了质量在1-140 MeV范围内的衰变无菌中微子对原始氦-4丰度的影响，明确地解决了所有粒子种类的玻尔兹曼方程，考虑到中微子味振荡，并特别注意系统的不确定性。我们表明，氦丰度只取决于无菌中微子的寿命，而不是活跃的无菌混合的方式之间的味道分布，并推导出上界的寿命。我们还证明了Izotov和Thuan [arXiv：1001.4440]最近的结果，他们发现氦-4丰度的标准原始核合成值比预测的高2 σ，与等离子体中存在寿命为0.01-2秒的无菌中微子一致。这些粒子的衰变扰乱了（去耦的）中微子的光谱，并加热了光子，改变了中微子与光子的能量密度比，这可以解释为在复合时期有额外的中微子种类。
2012-09-19 astro-ph.CO hep-ph
AMS-02 Antiprotons from Annihilating or Decaying Dark Matter
最近，AMS-02实验报告了宇宙射线反质子超过预期的天体物理背景。我们解释过剩的信号从湮灭或衰变的暗物质，并发现所观察到的光谱很好地拟合添加贡献的质量为O（TeV）或更大的暗物质的湮灭或衰变。有趣的是，质量约为3 TeV的Wino暗物质，其热遗迹丰度与目前的暗物质丰度一致，可以解释反质子过剩。我们还讨论了衰变引力子暗物质与R-宇称破坏的影响。
2015-04-22 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
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
Neutrinos as Hot or Warm Dark Matter
活跃和惰性的亚电子伏特中微子都可以为热暗物质（DM）提供服务。另一方面，keV的不育中微子可能是一个很好的候选人温暖的DM。β衰变（例如，H-3和Ru-106）和EC-衰变（例如，Ho-163）核被认为是最有希望分别捕获这些极低能中微子和反中微子的靶。计算了在不同的味混合方案下，残余电子中微子和反中微子相对于相应的β衰变或EC衰变背景的俘获率。我们强调，这种直接的实验室测量热或温暖的DM可能不是没有希望的长期。
2011-11-28 astro-ph.CO hep-ph
Subdominant Dark Matter sterile neutrino resonant production in the light of Planck
很少有独立探测到能量为$\sim$ 3.5 keV的弱X射线线的报道。如果这个信号将被证实是质量为~7.1 keV的衰变DM无菌中微子的签名，那么宇宙学观测值应该与它的性质一致。本文耦合处理了无菌中微子共振产生方案中的弱退耦、原始核合成和光子退耦阶段，包括通过N_eff的额外辐射能量密度。我们计算的辐射和物质扰动，包括在膨胀的宇宙中的活性-无菌味转换的全共振扫描解决方案。我们证明了宇宙学测量与次主导DM不育中微子共振产生符合，参数如下（95 CL时的误差）：无菌中微子质量6.08 \pm 3.22 keV，混合角\sin^2 2 θ< 5.61 x 10^{-10}，每味轻子数L_4 = 1.23 \pm 0.04，无菌中微子质量分数f_v < 0.078。我们的结果与文献[62]中从线性大尺度结构约束中推导出的产生全暗物质密度的无菌中微子共振产生参数符合得很好。
2015-08-23 astro-ph.CO 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
Resolving XENON Excess With Decaying Cold Dark Matter
我们提出了一个衰变的冷暗物质模型来解释在XENON 1 T实验中观察到的过量电子反冲。在这种情况下，从母暗物质衰变的子暗物质很容易获得足够大的速度，以饱和的电子反冲能量的峰值约2.5 keV，和观测到的信号率可以满足母暗物质的质量为10-200 MeV和寿命大于宇宙的年龄。通过对暗物质探测、宇宙微波背景和大尺度结构实验的验证，我们发现该模型与实验极限是一致的。
2021-05-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Limits from the grave: resurrecting Hitomi for decaying dark matter and forecasting leading sensitivity for XRISM
本文利用Hitomi档案空白天空数据显著提升了对银河系内衰变暗物质的搜寻灵敏度，并预测XRISM全任务将在1–20 keV质量范围取得领先灵敏度。
2023-05-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
