Could the Hubble Tension be Pointing Towards the Neutrino Mass Mechanism?
哈勃常数的本地测量值目前与根据$Λ$ CDM宇宙学假设从CMB推断的高精度值不一致。这种紧张关系的重要性显然促使人们研究能够解决这一悬而未决问题的标准宇宙学模型的扩展。一般来说，成功地减少CMB和局部测量之间的张力（而不会在其他数据集中引入额外的张力）的模型需要在接近复合的时间宇宙中的能量密度的额外分量。在这篇文章中，我将表明，Majoron -一个伪戈德斯通玻色子所产生的全球轻子数对称性的自发破缺，往往与中微子质量机制-可以帮助减少哈勃紧张。重要的是，我还将表明，目前的CMB观测可以限制中微子-马约子耦合小$10^{-13}$，这在I型跷跷板机制对应的轻子数破缺高达$\sim 1\,\text{TeV}$的规模。
2020-04-03 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology of an Axion-Like Majoron
我们提出了一个单线态majoron模型，定义了一个逆跷跷板机制的$ν$部门。主子$ϕ$的质量为$m_ϕ\approx 0.5$ eV，与$τ$轻子的耦合类似于与中微子的耦合。在早期宇宙中，它最初处于热平衡状态，然后在BBN期间以$T\approx 500$ GeV的能量倍增，并仅贡献$ΔN_{\rm eff}=0.026$。在$T=26$ keV（BBN的最后阶段），原初磁场诱导共振$γ\leftrightarrow ϕ$振荡，将6%的光子能量转移到重子中，这意味着$ΔN_{\rm eff}=0.55$和重子光子比增加4.7%。在$T\approx m_ϕ$中，强子与最重的中微子发生热接触，最后在复合附近衰变成$ν\bar ν$对，形成$ΔN_{\rm eff}=0.85$。膨胀率的提高在以后的时间可能会放松哈勃张力（我们得到$H_0=(71.4\pm 0.5)$ km/s/Mpc），而过程$ ν\bar ν\leftrightarrow ϕ$抑制这些粒子的自由流动，使模型与大尺度结构观测一致。它的寿命和它衰变为中微子而不是光子的事实使这种轴子类的majoron避免了影响其他类似质量和光子耦合的轴子类粒子的强边界。
2022-04-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational waves from first-order phase transitions in Majoron models of neutrino mass
我们展示了如何在Majoron模型的右手中微子质量的产生可能与一阶相变，并伴随着生产的随机背景的引力波（GWs）。我们探讨不同的能量尺度，只有重整化运营商的有效潜力。如果相变发生在电弱标度以上，则信号可以由未来的干涉仪测试。我们考虑两种可能的能量尺度的相变低于电弱尺度。如果相变发生在一个GeV，信号可以在LISA测试，并提供一个互补的宇宙学探测右手中微子搜索在FASER检测器。如果相变发生在低于100千电子伏，我们发现，GW频谱的峰值是两个或两个以上的数量级低于假定的NANOGrav GW信号在低频率，但在SKA和THEIA实验的范围内。我们展示了如何搜索非常低频率的GWs的动机的解决方案，普通中微子相互作用的黑暗部门的哈勃紧张。我们还提出了适用于超越Majoron模型的相变温度和欧几里得行动的一般计算。
2021-10-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Inverse Seesaw, dark matter and the Hubble tension
我们考虑中微子质量的反跷跷板方案与近似轻子数对称性动态破缺的标量轻子数为2。我们发现，与自发对称性破缺相关的Majoron可以通过对$ΔN_\text{eff}$的贡献和对中微子的晚期衰变来缓解哈勃张力。在实现逆跷跷板机制所需的额外费米子态中，keV-MeV尺度的无菌中微子如果是通过较重自由度衰变的冻结产生的，则可以解释宇宙的所有暗物质成分。
2021-06-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Resolving the muon $g-2$ tension through $Z'$-induced modifications to $σ_{\mathrm{had}}$
本文提出通过一种质量低于GeV尺度的新轻规范玻色子$Z'$对强子截面的修正，来解释muon $g-2$理论计算与测量之间的差异，并探讨其与观测一致性的要求及现象学影响。
2023-11-11 hep-ph
D-term inflation in braneworld models: Consistency with cosmic-string bounds and early-time Hubble tension resolving models
我们重新审视了D项暴胀与引力波观测的宇宙弦张力的界限，并考虑了光谱指数与$Λ$ CDM模型的哈勃张力的预复合分辨率相比可能存在的偏差。在这些约束条件下，D项暴胀需要非常小的耦合常数。我们表明，自然耦合常数（$g=λ=0.1$）可以实现的情况下，D-项膨胀膜。
2022-11-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On quantifying and resolving the BICEP2/Planck tension over gravitational waves
最近BICEP 2对原始重力波的测量（r = 0.2^{+0.07}-0.05}）似乎与WMAP（95%CL时r<0.13）和Planck（95%CL时r<0.11）的上限存在矛盾。我们仔细地量化了张力的水平，并表明当考虑到观察到的大规模温度功率的不足时，它是非常重要的（大约0.1%的可能性）。我们表明，TE和EE功率谱的测量在不久的将来将区分的假设，这种紧张局势是一个统计侥幸，或新的物理学的标志。我们还讨论了标准宇宙学模型的扩展，以缓解紧张局势，以及一些新的方法来约束它们。
2014-07-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Solving the Hubble tension without spoiling Big Bang Nucleosynthesis
从宇宙微波背景观测中得到的哈勃参数始终低于从局域测量中得到的哈勃参数，这可能预示着新的物理学。哈勃张力的解决方案通常需要相当数量的额外辐射$ΔN^{}_{\rm eff}$在重组。然而，早期宇宙中$ΔN^{}_{\rm eff}$的数量必然受到大爆炸核合成（BBN）的限制，这给这些解决方案带来了问题。我们提出了一种可能性，通过引入中微子自相互作用，通过一个简单的Majoron耦合，以逃避这个问题。标量比$1~{\rm MeV}$稍重，并允许在整个BBN时代完全热化。由于通过$ϕ\to ν\overlineν$反应的熵转移引起的中微子温度的升高补偿了大的$ΔN^{}_{\rm eff}$对BBN的影响。在这种情况下，与$0.7$一样大的$ΔN^{}_{\rm eff}$的值与BBN兼容。我们对模型的参数空间进行拟合。
2021-02-08 astro-ph.CO hep-ph
Sterile neutrino dark matter in conformal Majoron models
Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP), Universidade do Minho（葡萄牙米尼奥大学实验粒子物理与仪器实验室）；Department of Physics and Astronomy, University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校物理与天文学系）；Departamento de Física, Escola de Ciências, Universidade do Minho（葡萄牙米尼奥大学理学院物理学系）；Department of Physics, Lund University（瑞典隆德大学物理系）；Departamento de Física da Universidade de Aveiro（葡萄牙阿威罗大学物理系）
该研究探讨了 conformal Majoron 模型中 sterile 中微子暗物质的产生机制，并通过 freeze-in 机制解释观测到的暗物质密度，同时考虑了与结构形成、X 射线限制及 S_8 紧张的兼容性。
2026-11-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Resolving the Planck-DESI tension by nonminimally coupled quintessence
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院理论物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术学院）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学科学学院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP)（亚太理论物理中心）
本文通过非最小耦合五维物质场解决普朗克与DESI观测间的物质分数张力，该模型避免了跨过w=-1的方程状态行为，同时缓解了ΛCDM模型中中微子质量与增长速率的张力。
2026-04-28 astro-ph.CO hep-ph
Resolving the NO$ν$A and T2K tension in the presence of Neutrino Non-Standard interactions
两个长基线加速器实验NO $ν$ A和T2K的当前数据显示了超过90 $\%$ C.L.的张力。对于2个自由度，在中微子正常有序（NO）的情况下，在标准CP相$δ_{\mathrm {CP}}$的测定中。NO $ν$ A测量接近$δ_{\mathrm {CP}} \sim 0.8 π$的值，而T2 K优选$δ_{\mathrm {CP}} \sim 1.4 π$的值。我们表明，这样的紧张局势可以解决，如果一个假设存在的中性流的非标准相互作用（NSI）的中微子涉及的味道改变型$e-μ$或$e-τ$部门与耦合$|\varepsilon_{eμ}| \sim |\varepsilon_{eτ}|\sim 0.2$。值得注意的是，我们的分析表明，在存在这样的NSI的情况下，两个实验都指向标准CP相位$δ_{\mathrm {CP}} \sim 3π/2$的相同的共同值，从而指示标准$3ν$框架中的最大CP违反。我们还表明，新的CP阶段$ϕ_{eμ}$或$ ϕ_{eτ}$的最佳拟合值接近$\sim 3π/2$，因此指向NSI部门的最大CP违规。
2022-01-25 hep-ex hep-ph
Resolving the Hubble tension with Early Dark Energy
本文通过频率派剖面似然分析规避先验体积效应，结合Planck、BOSS、DES和SH0ES数据约束EDE，证明EDE可将$H_0$提升至与SH0ES相符，是缓解哈勃张力的可行方案。
2022-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A visual tool for assessing tension-resolving models in the $H_0$-$σ_8$ plane
本研究提出一种可视化 $H_0$ 与 $σ_8$ 参数关系的方法，用于分析多种超越ΛCDM的宇宙学模型对哈勃张力和$σ_8$张力的联合作用，为多参数复杂宇宙学模型的张力研究提供诊断工具。
2024-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Resolving the Hubble Tension with New Early Dark Energy
新早期暗能量（NEDE）是真空能量在电子伏特尺度下的一种成分，在复合前不久以一阶相变衰减[arXiv：1910.10739]。NEDE部分有可能解决最近使用超新星（SN）数据对宇宙膨胀率进行的局部测量与假设$Λ$ CDM时通过测量宇宙微波背景（CMB）从早期宇宙推断的膨胀率之间的紧张关系。我们深入讨论了NEDE相变的双标量场模型，包括气泡的渗流、碰撞和合并过程。我们还估计了碰撞阶段产生的引力波信号，并认为它可以使用脉冲星定时阵列进行搜索。在第二步中，我们构建了一个有效的宇宙学模型，它描述的相变作为一个瞬时的过程，并推导出协变方程，在过渡面上的扰动相匹配。通过对宇宙学模型与宇宙微波背景、重子声学振荡和SN数据的拟合，我们报道了$H_0 = 69.6^{+1.0}_{-1.3} \, \textrm{km}\, \textrm{s}^{-1}\, \textrm{Mpc}^{-1}$ $(68 \%$ C.L.）没有哈勃参数的局部测量，使张力降低到$2.5\, σ$。包括本地输入，我们发现$H_0 = 71.4 \pm 1.0 \, \textrm{km}\, \textrm{s}^{-1}\, \textrm{Mpc}^{-1}$ $(68 \%$ C.L.）以及具有$\simeq 4\, σ$意义的非消失NEDE成分的强有力证据。
2021-02-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On the dark radiation role in the Hubble constant tension
本文回顾了暗辐射在缓解哈勃常数张力中的作用，指出简单增加暗辐射不足以解决问题，提出具有非自由流动特性的二阶修正相互作用模型（如自相互作用惰性中微子和majorons）是更满意的替代方案。
2023-06-26 astro-ph.CO hep-ph
Canonical Hubble-Tension-Resolving Early Dark Energy Cosmologies are Inconsistent with the Lyman-$α$ Forest
本研究利用莱曼-α森林数据首次约束轴子类早期暗能量，发现其与CMB和BAO数据结合时显著降低EDE贡献上限，并导致与SH0ES测量存在>4σ张力，表明典型EDE模型与观测不一致。
2023-10-17 astro-ph.CO 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
Resolving the Hubble Tension in the Early Dark Energy Framework with JWST and DESI Data
College of Sciences, Northeastern University（东北大学理学院）；Department of Physics, Shanghai University（上海大学物理系）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学科学学院）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
结合CMB、DESI和JWST数据，在轴子EDE模型下将哈勃常数提升至71.58±1.05 km/s/Mpc，将哈勃张力缓解至1.0σ水平，同时显著改善对JWST数据的拟合。
2026-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Self-interacting neutrinos as a solution to the Hubble tension?
早期宇宙中中微子之间的自相互作用被认为是哈勃张力的一种解决方案，哈勃张力是CMB测量的哈勃常数与低红移数据之间的差异。然而，味普适中微子自相互作用受到大爆炸核合成和其他实验室实验如τ介子和K介子衰变、双中微子β衰变等的限制。这种风味特异性的相互作用较少受到实验室实验的限制。最后，我们解决的可行性解决哈勃紧张的框架内，这种特定的味道中微子自相互作用。
2021-09-07 astro-ph.CO hep-ph
Two nearby states in the $X(3872)$ region: Resolving the radiative-decay ratio tension with $η_{c2}$
Institute of Frontier and Interdisciplinary Science, Shandong University（山东大学前沿交叉科学研究中心）
针对X(3872)辐射衰变比率LHCb与BESIII实验的显著矛盾，提出双态假设：一个浅束缚态D*0反D0(1++)和一个略高于阈值的ηc2(2-+)粲偶素候选态，自洽解释多个过程的衰变比率和线形，并预言螺旋角分布以激励实验检验。
2026-06-18 hep-ex hep-ph nucl-th
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
Intimate Relationship Between Sterile Neutrino Dark Matter and $ΔN_{\rm eff}$
自相互作用中微子假说是解决无菌中微子暗物质的起源和间接探测限制之间的紧张关系的很好的动机。它还可以导致从实验室到宇宙的许多可测试的信号。我们探讨了一个亚MeV质量的类Majoron标量介导的中微子自相互作用模型，并表明解释无菌中微子暗物质的残余密度意味着早期宇宙中额外辐射量的下限，特别是在CMB时期的$ΔN_{\rm eff}>0.12$。这一下限将进一步加强与改进的$X$射线搜索在雅典娜天文台。这种亲密关系将在即将到来的CMB-S4项目中得到明确的检验。
2022-05-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Dark Acoustic Oscillations and the Hubble Tension
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（诺迪塔，皇家理工学院和斯德哥尔摩大学）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）
本文提出通过暗辐射-物质解耦情景解决哈勃张力，预测暗声振荡特性，与DESI异常一致，为宇宙学研究提供新方向。
2026-02-27 astro-ph.CO hep-ph
A new life for sterile neutrinos: resolving inconsistencies using hot dark matter
在宇宙学的标准LCDM模型中，最近的普朗克测量显示出与其他观测结果的差异，例如，测量了当前的膨胀率H_0、星系切变功率谱和星系团的计数。我们表明，如果LCDM是由一个热的暗物质组件，这可以被解释为一个不育中微子，数据集可以结合一致。结合普朗克数据、WMAP-9偏振数据、BAO标度测量、HST测量的H_0、普朗克星系团计数和CFHTLens巡天的星系切变数据，得出1 σ时的Delta N_eff = 0.61 pm 0.30和m_s^eff =（0.41 pm 0.13）eV。前者主要是由HST测量的大H_0驱动的，而后者是由集群数据驱动的。CFHTLens星系剪切数据更倾向于Delta N_eff >0和非零质量。两者合计，我们发现线索的存在下，热暗物质组件在3西格玛。一个无菌中微子的反应堆和镓异常的动机出现拒绝在更高的意义和加速器异常无菌中微子被发现在2西格玛紧张。
2013-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino nonstandard interactions in the supernova
中微子非标准相互作用（NSI）在太阳的情况下进行了研究，并被证明可以减少数据和大混合角解决方案预测之间的紧张关系。我们将以前的框架扩展到超新星，并评估中微子和反中微子的出现概率作为其能量的函数后，离开塌缩的恒星和没有NSI。对于正常的层次的概率电子中微子和反中微子在低能量（$E\lesssim 0.8-0.9 MeV$）大大增加相对于非NSI的情况下，并加入其值的逆层次是恒定的能量。同样，对于逆层次，每个中微子和反中微子种类的NSI和非NSI概率是相同的。虽然在这样的低能量范围内的检测目前仍然是一个实验挑战，但如果它们存在的话，它将成为具有正常层次的NSI的可见痕迹。另一方面，中微子衰变为反中微子和majoron的概率，以前被证明是由致密物质引起的，就像在太阳的情况下一样，太小了，不能作为NSI的直接结果被观察到。
2011-11-29 astro-ph.SR hep-ph
Towards a Realistic Model of Dark Atoms to Resolve the Hubble Tension
最近的研究表明，在早期宇宙中，暗物质原子的一个次显性隐藏部分提供了一个新的途径，解决哈勃（$H_0$）紧张，同时保持良好的协议与宇宙微波背景时代的观测。然而，这样的机制需要一个隐藏的扇区，其能量密度比与我们的扇区相同，并且其重组也发生在红移$z \approx 1100$，这呈现出明显的微调。我们引入了一个现实的模型，这种情况下，动态地执行这些巧合，而无需微调。在我们的设置中，隐藏扇区包含标准模型（SM）场的相同副本，但具有较小的希格斯真空期望值（VEV）和较低的温度。两个扇区的重子不对称性和再加热温度都是由阿弗莱克-戴恩标量场的衰变引起的，阿弗莱克-戴恩标量场的分支比自动确保每个扇区的再加热温度与相应的希格斯VEV成正比。相同的设置也自然地确保每个扇区中的氢结合能与对应的VEV成比例，因此结合能与温度的比率在两个扇区中近似相等。此外，我们的方案预测的SM/隐藏的温度比和原子暗物质丰度之间的相关性，并自动产生这些数量的一致的早期和晚期宇宙测量的$H_0$青睐的值。
2022-05-11 astro-ph.CO hep-ph
Potentialities of Hubble parameter and expansion rate function data to alleviate Hubble tension
利用高斯过程（GP），利用宇宙计时器（CCH）的哈勃参数[ $H(z)$ ]和从Ia型超新星数据中提取的膨胀率函数[$E(z)$ ]，得到了哈勃常数$H_0=70.41\pm1.58$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$的改进估计.我们还使用CCH数据，包括具有完整协方差矩阵的数据，和$E(z)$数据，以获得$H_0=72.34_{-1.92}^{+1.90}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$的确定，这意味着完整协方差矩阵的参与导致$H_0$的更高的值和不确定性。这些结果高于直接用GP重建CCH数据所获得的结果。为了估计未来CCH数据的潜力，我们模拟了两组$H(z)$数据，并通过使用GP重建或用$E(z)$数据拟合来约束$H_0$。我们发现模拟的$H(z)$数据通过将$H_0$值推高至$\sim70$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$来缓解$H_0$张力。我们还发现，联合$H(z)$ + $E(z)$数据有利于更高的$H_0$值，这也证实了约束$H_0$在平坦协调模型和2阶泰勒展开的$H(z)$。总之，我们得出结论，更多和更高质量的CCH数据以及$E(z)$数据可以提供一个新的和有用的角度来解决$H_0$紧张。
2022-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Light dark photon and fermionic dark radiation for the Hubble constant and the structure formation
基于哈勃常数$H_0$和结构增长$σ_8$在$Planck$结果和其他低红移测量结果之间的紧张关系，我们讨论了暗物质（DM）通过轻规范玻色子（暗光子）与费米子暗辐射（DR）相互作用的暗扇区模型的一些宇宙学效应.这类模型在粒子物理中是非常普遍的，具有暗扇区和暗规范对称性。由于光暗光子和费米子DR的作用，中微子的有效数增加了$δN_{eff} \sim 0.5$，从而解决了$H_0$中的矛盾。DM和DR之间的弹性散射抑制DM的密度扰动，但没有声学振荡。对于$100$ GeV附近的弱相互作用DM，新的规范耦合应该是$\sim 10^{-4}$，才能对物质功率谱产生相当大的影响，从而松弛$σ_8$中的张力。
2016-10-05 astro-ph.CO hep-ph
Measurements of the Hubble Constant: Tensions in Perspective
近几十年来，对邻近星系距离的测量迅速改进。始终存在的挑战是减少系统性影响，特别是随着探测距离的增加，不确定性变得更大。在本文中，我们结合了最近的几个校准的尖端的红巨星分支（TRGB）方法。这些校准在1%水平下内部自一致。新的盖亚早期数据发布3（EDR 3）数据提供了额外的一致性检查，准确度（较低）为5%，这是有据可查的盖亚角协方差偏差的结果。更新的TRGB校准应用于来自卡内基超新星计划的遥远的Ia型超新星样本，得到的哈勃常数值为Ho = 69.8 $\pm$ 0.6（stat）$\pm$ 1.6（sys）km/s/Mpc。基于TRGB的Ho值与由宇宙微波背景测量得到的Ho值在统计上没有显著差异。TRGB结果也与SHoES和Spitzer plus HST关键项目Cepheid校准的2 $σ$一致。TRGB的结果本身并不需要标准Lambda-CDM宇宙学模型之外的额外新物理。它们的优点是基础物理简单（核心He闪光）和系统不确定性小（从灭绝，金属丰度和拥挤）。最后，回顾了TRGB和造父变星的优点和缺点，并讨论了解决当前与未来盖亚、HST和JWST观测之间差异的前景。解决这种差异是必不可少的，以确定是否声称的紧张局势Ho之间的本地测量和CMB推断的值是物理动机。
2021-06-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Oscillating scalar fields and the Hubble tension: a resolution with novel signatures
我们提出了一个次主导振荡标量场（“早期暗能量”，EDE）的背景下，解决哈勃紧张的详细调查。与早期的工作相一致，但不依赖于流体近似，我们发现，标量场冻结由于哈勃摩擦，直到${\rm log}_{10}(z_c)\sim3.5$，达到$ρ_{\rm EDE}(z_c)/ρ_{\rm tot}\sim10$ %，稀释速度比物质之后可以带来宇宙微波背景（CMB），重子声波振荡，超新星光度距离，和后期估计的哈勃常数从SH 0 ES合作到协议。在68%的置信水平下，优选缩放为具有最小值附近的$2\lesssim n\lesssim 3.4$的$V(ϕ) \propto ϕ^{2n}$的标量场势，并且{ \em Planck}极化对标量场中的扰动动力学施加了额外的约束。特别是，数据更倾向于在大的场位移下的势能。模拟数据的MCMC分析表明，下一代CMB观测（即，CMB-S4）可以非常高的显著性明确地检测EDE的存在。这种预计的灵敏度的EDE动力学主要是由改进的测量的$E$模式偏振。我们还探索了EDE标量场动力学的新观测特征：（i）我们发现，根据张量与标量比的强度，EDE的存在可能意味着CMB中等曲率扰动的存在。(ii)我们发现，一个惊人的快速，规模依赖的EDE场扰动的增长可以导致由$n\approx 2$的非谐振荡场驱动的参数共振。这种不稳定性和随之而来的潜在的非线性，空间不均匀，动态可能提供这种…
2019-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
eV-scale sterile neutrino: A window open to non-unitarity?
本文提出非单位性模型以解决中微子实验中的出现-消失张力问题，并发现$\sin^2 2θ_{14} \approx 0.3$的解，与实验数据一致。
2025-11-24 hep-ex hep-ph
The Serendipitous Axiodilaton: A Self-Consistent Recombination-Era Solution to the Hubble Tension
该研究提出了一种轴子稀释子模型，通过自洽的重组时期解来缓解哈勃张力，其在数据拟合上优于ΛCDM模型，并通过调整耦合参数提升了哈勃常数至约69.2 km/s/Mpc，从而降低张力至3σ以内。
2025-12-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Where Are We With Light Sterile Neutrinos?
我们回顾了在$\sim 1$ eV范围内寻找无菌中微子的现状，重点是短基线振荡实验的最新结果以及它们如何适合无菌中微子振荡模型。我们提出了一个三个活性味加一个无菌味模型（3+1）的全局拟合结果，与没有无菌中微子的模型相比，我们发现$Δχ^2=35$的3个额外参数的改进。这是一个5 $σ$的改进，表明像无菌中微子的效果是非常可取的数据。然而，我们注意到，在3+1模型中，对出现和消失振荡数据集的单独拟合没有显示出参数空间中预期的重叠允许区域。这种“张力”导致我们探索两种选择：3+2，其中引入了第二个额外的质量状态，以及3+1+衰变模型，其中$ν_4$状态可以衰变为不可见的粒子。3+1+衰变模型，这也是为了提高与宇宙学观测的兼容性，产生了更大的改进，在3+1模型之外增加了一个$Δχ^2=8$，这是一个$2.6σ$改进。此外，与3+1相比，出现和消失实验之间的紧张关系减少了，尽管仍然存在分歧。在这些研究中，我们使用频率论的方法，也是贝叶斯方法找到可信的区域。对于这种紧张局势，我们审查可能的问题与全球拟合方法。我们注意到多个问题，包括再现实验结果的问题，特别是在实验没有提供足够的数据发布的情况下。我们讨论了一个意想不到的5兆电子伏过剩，观察到的反应堆通量能谱，这可能会影响振荡的解释的短基线反应堆数据。我们强调，必须采取的照顾，在映射到真正的中微子能量的振荡实验的情况下，受到多种相互作用模式和…
2019-09-10 hep-ex hep-ph
Learning Theory Informed Priors for Bayesian Inference: A Case Study with Early Dark Energy
本研究提出用归一化流学习理论知情的贝叶斯先验，以早期暗能量为测试案例，复现已知约束且计算效率提升约30万倍，得到迄今最强的EDE理论约束，挑战其解决哈勃张力的作用。
2024-09-13 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
