Massive Neutrinos and Magnetic Fields in the Early Universe
原始磁场和大质量中微子可以在CMB温度和极化中留下有趣的信号。我们对辐射主导的宇宙中的一般微扰进行了系统的分析，考虑了任何原始磁场，并包括中微子质量的领先阶效应。我们证明了大质量中微子从性质上改变了由磁场引起的大尺度扰动，但这种影响比以前声称的要小得多。我们计算的CMB功率谱来源于不均匀的原始磁场，从中微子去耦之前和之后，包括标量，矢量和张量模式，并始终模拟密度和各向异性应力源之间的相关性。在附录中，我们提出了一般的级数解的可能规则的原始扰动。
2010-02-10 astro-ph.CO
Sensitivity tests of cosmic velocity fields to massive neutrinos
我们调查大质量中微子对宇宙速度场的影响，采用高分辨率的宇宙学$N$体模拟提供的信息优化的CUBE代码，宇宙中微子的演变使用无碰撞流体力学和它们的扰动可以准确地解决。在这项研究中，我们的重点是，第一次，在各种宇宙速度场的速度大小，发散，涡度和色散分量的中微子诱导的抑制效应的分析。通过改变中微子质量和$M_ν$从0 - 0.4 eV，模拟表明，涡的功率谱-完全来源于非线性结构的形成，这是受大质量中微子显着-是非常敏感的质量和，这可能提供新的签名在检测大质量中微子.此外，利用卡方统计量，我们定量地测试了密度和速度功率谱对中微子质量和的敏感性。事实上，我们发现，涡度谱具有最高的灵敏度，和零假设的无质量中微子是不相容的涡度和发散谱从$M_ν=0.1$ eV在高的意义（$p$ -值$= 0.03$和$0.07$，分别）。这些结果清楚地表明，在确定中微子质量和质量等级时，特殊的速度场测量，特别是涡度和发散分量的测量是重要的。
2022-03-05 astro-ph.CO
DEMNUni: The imprint of massive neutrinos on the cross-correlation between cosmic voids and CMB lensing
本研究利用 DEMNUni 模拟分析大质量中微子对光度巡天空洞性质及其与 CMB 透镜交叉关联的影响，并提出区分中微子质量的新观测量。
2023-03-17 astro-ph.CO
DEMNUni: disentangling dark energy from massive neutrinos with the void size function
本研究基于DEMNUni模拟，发现空洞尺寸函数对暗能量和中微子质量具有可分离的敏感性，可用于区分不同宇宙学参数组合，为未来巡天打破参数简并提供有力工具。
2023-12-22 astro-ph.CO
Implications of 3+1 Short-Baseline Neutrino Oscillations
本文对KARMEN和LSND nu_e-Carbon散射数据与短基线中微子振荡数据的3+1整体拟合进行了改进。我们讨论了β衰变和无中微子双β衰变实验中有效中微子质量测量的意义。我们发现各自的预测范围约为0.1-0.7 eV和0.01-0.1 eV。
2011-11-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The impact of massive neutrinos on the abundance of massive clusters
本文研究了一个包含冷暗物质（CDM）和质量尺度从mnu = 0.05到几个0.1eV的大质量中微子的混合暗物质模型的球形顶帽坍缩模型，该模型的上、下限范围由中微子振荡实验和宇宙学约束给出.为了发展这个模型，我们适当地考虑到不同的组件（辐射，重子，CDM和中微子）的密度扰动幅度之间的相对差异，假设绝热初始条件的顶帽CDM过密度区域。进一步，我们求解了线性化的Boltzmann方程组，得到了线性化的中微子微扰的时间演化，同时考虑了由于非线性CDM和重子超密度引起的非线性引力势的影响.我们发现，大质量中微子的存在减缓了CDM（加上重子）超密度的坍缩，然而，在我们考虑的中微子质量和晕质量范围内，由于中微子的自由流速度很大，中微子不能完全赶上非线性CDM微扰.我们发现，与CDM模型一样，考虑到大质量中微子对线性增长率的抑制作用，CDM超密度的坍缩时间可以由CDM+重子微扰的线性理论外推超密度很好地监控，并在给定的晕质量标度下进行平滑.利用这些发现，我们认为质量尺度为0.05或0.1eV的大质量中微子的存在可能会导致与没有大质量中微子的模型相比，大质量晕的丰度显着减少;例如，对于具有10^15 Ms和z=1的晕，分别增加25%或2倍。
2012-06-05 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on massive sterile neutrino species from current and future cosmological data
惰性大质量中微子是基本粒子标准模型的自然延伸。额外的无菌质量态的能量密度影响宇宙学测量的方式与活跃中微子的方式类似。我们在这里进行的分析，目前的宇宙学数据，并推导出的活动和不育中微子状态的质量以及不育状态的数量上的界限。当只考虑宇宙学数据时，所谓的（3+2）模型中有三个亚eV的活动质量中微子和两个亚eV的大质量惰性中微子，这完全在95%的CL允许范围内。如果两个额外的无菌状态在去耦时具有热丰度，那么大爆炸核合成边界会损害（3+2）模型的可行性。从未来的宇宙学数据的活动和不育中微子参数的预测。对氚β衰变实验中的中微子质量和哈勃常数的独立测量可以揭示亚电子伏特的大质量无菌中微子的情况。
2011-12-20 astro-ph.CO hep-ph
The Cosmic Neutrino Background Anisotropy - Linear Theory
通过求解玻尔兹曼方程，计算了大质量中微子态的宇宙中微子背景各向异性。弱引力透镜的影响，包括林伯近似，也推导出了大质量粒子，并随后应用于大质量中微子的情况。
2009-10-26 astro-ph.CO hep-ph
MassiveNuS: Cosmological Massive Neutrino Simulations
中微子的非零质量抑制了小尺度上宇宙结构的增长。由于抑制的程度取决于三种活性中微子物质的质量之和，因此大尺度结构的演化是一种有希望的工具，可以限制中微子的总质量，并可能揭示质量等级。在这项工作中，我们通过一个大型的N体模拟，其中包括大量的中微子使用分析线性响应近似：宇宙学大规模中微子模拟（MassiveNuS）调查这些影响。模拟包括辐射对背景膨胀的影响，以及响应于非线性暗物质演化的中微子聚集。我们允许三个宇宙学参数变化：中微子质量和M_nu在0- 0.6eV范围内，总物质密度Omega_m和原始功率谱振幅A_s。作为结果，在8个同向Mpc/h（σ_8）的球体中的均方根密度波动是导出的参数。我们的数据产品包括N体快照、晕目录、合并树、z_s=1-2.5的四个源红移平面的射线追踪星系透镜会聚图和射线追踪宇宙微波背景透镜会聚图。我们在本文中描述的模拟程序和代码验证。这些数据可在http://columbialensing.org上公开获取。
2017-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
The halo model in a massive neutrino cosmology
我们提供了大量的中微子宇宙学的背景下的晕模型的定量分析。我们讨论了所有必要的成分建模的非线性物质和冷暗物质的功率谱，并与N体模拟的结果，将大量的中微子进行比较。我们的中微子晕模型能够以$\sim 20\%$的精度捕捉到物质团簇的非线性行为，直到$k=10~h/$ Mpc的非常非线性尺度（这将受到重子物理的影响）。最大的差异出现在$k=0.5-1~h/$ Mpc的范围内，其中1-halo和2-halo项是可比的，并且也存在于无质量中微子宇宙学中。然而，在$k<0.2~h/$ Mpc尺度下，当中微子总质量为$<0.3$ eV时，我们的中微子晕模型在8%水平上与N体模拟结果一致.我们还将中微子非线性密度场模型化为线性和成簇分量之和，并预测了中微子功率谱和冷暗物质-中微子互功率谱，最高可达$k=1~h/$ Mpc，精度为$\sim$ 30%.对于质量低于0.15 eV的中微子晕模型捕获的中微子诱导的抑制，铸造的质量和无质量的情况下，与N体/中微子模拟的结果之间的物质功率比的2%的协议。最后，我们提供了一个简单的应用程序的晕模型：计算星系的集群，在无质量和大质量中微子宇宙学，使用一个简单的晕占领分布方案和我们的晕模型扩展。
2015-01-20 astro-ph.CO hep-ph
Flavor versus mass eigenstates in neutrino asymmetries: implications for cosmology
我们表明，如果它们存在，轻子数不对称性（$L_α$）的中微子味应该区别于质量本征态的（$L_i$），因为大爆炸核合成（BBN）的味本征态的边界不能直接应用于质量本征态。同样，质量本征态的宇宙微波背景（CMB）约束并不直接约束味不对称性。由于质量和味本征态的不同，中微子味的不对称性的宇宙学约束可以比传统的预期强得多，但不是唯一确定的，除非至少最重的中微子的不对称性得到很好的约束。作为一个例子，给出了$L_i$的宇宙学约束.
2017-09-19 astro-ph.CO hep-ph
Probing the interaction between dark matter and dark energy in the presence of massive neutrinos
我们考虑了在暗区存在大质量中微子的相互作用的可能性，并研究了观测约束的三种不同的情况下，使用最新的CMB各向异性数据结合Ia型超新星，重子声学振荡，哈勃参数测量的大质量中微子。当在相互作用的暗扇区方案中除了中微子的标准模型预测之外还引入一个不育中微子时，我们发现表征暗物质和暗能量之间相互作用的耦合参数在2 $σ$置信水平下是非零的。此外，我们还发现含不育中微子的相互作用模型是一个很有希望缓解当前对哈勃常数的紧张的模型。我们没有发现证据的耦合在黑暗的部门时，一个不育中微子的可能性被丢弃。
2016-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Implications of a Neutrino Mass Detection
下一代宇宙学调查预计将测量中微子质量的非零和，甚至下降到从中微子味振荡推断的最小值58 meV。这样的测量对中微子物理学的影响已经有了很好的文献记录;相比之下，这样的测量的宇宙学意义受到的关注较少。在本文中，我们探讨的中微子质量检测符合$\sum m_ν= 58$ meV的影响，我们的历史和宇宙的内容的理解。我们主要关注三个关键领域：宇宙的热历史，不同尺度上的物质聚集，以及对暗物质和暗区的应用。首先，我们表明，非零中微子质量的检测将提供一个独特的宇宙中微子背景，这是检测到的引力，和在地球上测量的中微子之间的联系。然后，我们讨论了多个探针之间的检测的一致性将如何影响我们的知识的结构形成。最后，我们展示了如何这些测量可以被解释为分百分之一级测试的暗部物理。
2021-11-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Analytic expressions for the background evolution of massive neutrinos and dark matter particles
给出了大质量中微子和一般暗物质粒子（费米子和玻色子）的密度、压强、平均数密度和赝压强的精确解析表达式。然后，我们专注于大规模的中微子，我们比较我们的解析表达式与数值实现类玻尔兹曼代码。我们发现，我们的修改，包括精确的解析表达式是在协议，以更好地比$10^{-4}\%$与默认的CLASS实现中的CMB功率谱的估计，我们的修改没有对代码的性能产生影响。我们还提供了几个具体的限制，我们的表达式在相对论制度，而且在晚些时候的中微子状态方程。
2019-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Precise Capture Rates of Cosmic Neutrinos and Their Implications on Cosmology
我们探索的宇宙学效应，如中微子光谱扭曲的中微子去耦和中微子在我们的银河系中，通过宇宙中微子捕获氚的测量潜力。我们计算每个中微子物种的精确捕获率，包括宇宙学效应来探测它们。捕获率的精确估计也很重要，因为估计捕获率的偏差可能表明新的中微子物理学和/或宇宙的非标准演化。此外，我们还讨论了狄拉克和马约拉纳中微子的捕获率之间的精确差异，所需的能量分辨率，以检测每个中微子物种和宇宙中微子的光谱重建的方法，通过发射的电子光谱，重点是PIMMY实验。
2021-04-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Neutrino Decays over Cosmological Distances and the Implications for Neutrino Telescopes
通过求解衰变方程，讨论了超相对论中微子在宇宙学距离上的衰变。我们表明，有显着的概念差异相比，更简化的中微子衰变的治疗。例如，中微子的最大旅行距离受到哈勃长度的限制，这意味着通常认为更长的中微子寿命可以通过更长的距离来探测并不适用。因此，来自超新星1987 A的中微子寿命极限不能被高能天体物理中微子超过。我们讨论了中微子光谱和味比的影响，从伽马射线暴作为河外源的一个例子，使用最新的中微子通量预测。如果SN 1987 A的观测意味着ν_1是稳定的，而其他质量本征态的衰变速率远小于它们的当前边界，那么与冰立方最敏感的区域中的级联速率相比，μ子轨道速率可以被大大抑制。在这种情况下，没有伽马射线暴中微子可能会发现使用μ子轨道，即使与全尺寸的实验，而可靠的信息，高能天体物理源只能从级联测量。作为另一个结果，最近观察到的两个级联事件候选人在PeV的能量将不会伴随着相应的μ子轨道。
2012-10-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Proposal for Resonant Detection of Relic Massive Neutrinos
我们提出了一种新的方法来检测遗迹中微子的背景，利用结构化的量子简并放大的阻力中微子散射检测器。发展这一思想，我们提出了一个表征当今遗迹中微子分布在一个任意的框架，包括中微子质量和中微子再加热的影响$e^+e^-$湮灭。我们明确提出的中微子速度和德布罗意波长分布的情况下，地球上的观察者。考虑到在当前的温度和密度下残余中微子可能表现出量子液体的特性，我们讨论了中微子流体关联对共振探测可能性的影响。
2015-02-08 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Massive neutrinos in nonlinear large scale structure: A consistent perturbation theory
介绍了一种将大质量中微子纳入有效CDM+重子流体微扰理论的自洽表述。在这个公式中，所有的线性k依赖CDM+重子微扰的增长函数，以及所有随之而来的额外的模式耦合在更高的订单，考虑到任何期望的精度。我们的公式把中微子分数作为理论的耦合常数，中微子分数在中微子的非相对论跃迁后在时间上是常数，并且比1小得多。然后，“裸”的微扰是那些在无质量的中微子的情况下，当中微子分数为零，我们考虑由于中微子的引力耦合的反反应修正。我们推导出了“裸”扰动的一般方程和后向修正。然后，通过采用精确的时间演化与适当的解析格林函数，我们明确地推导出领先的反反应效应，并找到精确的协议在线性水平。计算了二阶Beackreaction修正，导出了有质量中微子存在时的主阶物质双谱，指出了物质双谱的压缩极限是中微子质量的灵敏探针。值得注意的是，在这项工作中的一般中微子分数配方可以类似地适用于任何微扰方法中的大质量中微子的一致包含。
2016-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Implications of High-Energy Neutrino Emission from the Decay of Long-Lived Particle
我们研究的宇宙学场景中，高能中微子是从宇宙时间的长寿命大质量粒子的衰变中发射出来的，时间晚于红移10^6。冰立方实验最近观测到的高能中微子事件表明了高能宇宙射线中微子的新来源;重粒子的衰变可能是其中一种可能性。考虑中微子与背景中微子的散射过程，计算了长寿命粒子衰变产生的高能中微子的能谱。然后，我们推导出的情况下，使用高能宇宙线中微子流量的观测范围。我们还研究了来自宇宙微波背景和大爆炸核合成光谱畸变的约束。此外，我们还证明了冰立方实验所观测到的PeV中微子可以起源于质量为O（10^10 GeV）的大质量粒子的衰变。
2014-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Evolution of Primordial Neutrino Helicities in Astrophysical Magnetic Fields and Implications for their Detection
由于早期宇宙在螺旋度状态下的退耦，在天体物理磁场中传播的原初中微子会发生旋进和螺旋度变化。鉴于XENON1T实验可能发现太阳中微子的大磁矩，我们估计了宇宙和银河磁场中残留中微子的螺旋度翻转。翻转概率对中微子磁矩和磁场结构都很敏感，因此可能是场的探测器。正如我们发现的那样，即使磁矩远低于XENON1 T提出的值，也会通过逆氚β衰变显著影响残余中微子螺旋度及其探测率。
2021-04-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Radiative Correction from Secret Neutrino Interactions and Implications for Neutrino-Scattering Experiments
本文研究亲中微子新媒介粒子通过辐射修正对中微子-物质散射产生的可观测偏差，系统分析其在CEvNS、νDIS、中微子-电子散射、Z玻色子衰变及长基线振荡实验中的唯象影响。
2025-11-10 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Tachyon field non-minimally coupled to massive neutrino matter
在本文中，我们考虑滚动快子，陡峭的逃逸型的潜力非最小耦合到大质量中微子物质。当中微子物质变成非相对论性时，这种耦合会在后期动态地建立起来。在缩放和字符串激发的潜力的情况下，我们已经表明，非最小耦合导致最小的场电位。给出了一个合适的模型参数的选择，它示出，以产生后期的时间加速度与所需的状态方程。
2016-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evidence for Cosmological Massive Neutrinos
基于宇宙学数据，采用红移和尺度层析方法，发现多个大质量中微子证据，并首次绘制宇宙历史中的中微子质量图谱。
2025-03-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Matter power spectrum in f(R) gravity with massive neutrinos
本文在$f(R)$引力的背景下讨论了大质量中微子对物质功率谱的影响。结果表明，在小尺度上由标量力引起的密度涨落的反常增长可以被中微子的自由流所补偿。因此，如果中微子总质量为$O(0.5 \eV)$，预测状态方程参数$w_\DE$与$w_\DE=-1$的可观测偏差的模型可以与物质成团的观测相协调。
2010-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
