Primordial neutrinos and new physics: novel approach to solving neutrino Boltzmann equation
本文提出一种求解中微子玻尔兹曼方程的新方法,用于系统研究新物理对中微子退耦动力学的影响,解决了非热中微子对 $N_{\ m eff}$ 影响的文献争议,并揭示了衰变新物理粒子在 MeV 等离子体中的作用。
2025-02-13 astro-ph.CO hep-ph
Primordial He' abundance implied by the mirror dark matter interpretation of the DAMA/Libra signal
本文计算了在光子和镜像光子之间存在动力学混合的情况下,大爆炸核合成在镜像粒子扇区中产生的原初镜像氦He'的质量分数。我们探索宇宙学相关的动力学混合参数值,这也是目前探测的暗物质直接探测实验。特别是,我们发现,如DAMA/Libra和其他实验所建议的,对于\sim 10^{-9},产生了大的He'质量分数(Y_{He'} \approx 90%)。如此大的原初He'质量分数值对于直接探测实验的镜像暗物质解释以及镜像星形成和演化的研究具有重要意义。
2010-03-03 astro-ph.CO hep-ph
How new physics affects primordial neutrinos decoupling: Direct Simulation Monte Carlo approach
本文提出中微子直接模拟蒙特卡洛(DSMC)新方法,以模型独立、透明且计算高效的方式求解中微子玻尔兹曼方程,研究新物理对原初中微子退耦及MeV温度等离子体演化的影响。
2025-02-13 astro-ph.CO hep-ph
X-ray and gamma-ray limits on the primordial black hole abundance from Hawking radiation
$10^{16}$ g的原始黑洞的霍金辐射的不可观测性为它们的宇宙学丰度设定了一个保守的强界。我们重新审视这一约束,并显示它如何可以得到改善(无论是在质量范围和强度)的组合活动星系核和耀变体发射的MeV范围内的适当的建模。我们还估计了灵敏度的原始黑洞丰度的未来X射线实验能够识别一个显着更大的数量的天体物理源,在这个能量范围内的弥漫背景。
2020-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Primordial Black Hole Abundance: The Broader, the Better
本文指出,除非曲率扰动功率谱极尖峰,原初黑洞丰度始终由最宽紧致函数轮廓主导,阈值为2/5,这加剧了其与脉冲星计时阵列引力波信号之间的紧张关系。
2024-06-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anisotropic Neutrino Emission from Spinning, Moving, and Charged Primordial Black Holes
本研究通过分析自旋、运动和电荷的联合效应,揭示了克尔-纽曼原初黑洞霍金蒸发中微子发射的各向异性特征,为早期宇宙PBH群体提供了新的多信使探测途径。
2025-08-20 astro-ph.CO hep-ph
How well do we know the primordial black hole abundance? The crucial role of nonlinearities when approaching the horizon
本文研究了计算原初黑洞丰度时非线性修正的关键作用,指出当前标准技术存在不确定性,原初黑洞丰度可能远低于常规预期,从而缓解了脉冲星计时阵列数据因黑洞过量产生而被排除的矛盾。
2023-09-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the impact of standard model phase transitions on primordial black holes
本文研究了早期宇宙标准模型相变对原初黑洞形成的影响,指出状态方程减弱会指数级增强形成率,但利用标准模型增强激发原初黑洞种群面临挑战,且电弱相变无法显著影响总丰度。
2025-01-23 astro-ph.CO hep-ph
Explaining the PeV Neutrino Fluxes at KM3NeT and IceCube with Quasi-Extremal Primordial Black Holes
University of Massachusetts, Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校)
本文提出用准极端原初黑洞解释KM3NeT和IceCube观测到的高能中微子通量,并指出这些黑洞可能构成宇宙暗物质。
2026-02-17 astro-ph.CO hep-ph
The muon abundance in the primordial Universe
μ子丰度是理解有关原始宇宙性质的几个基本问题所必需的。在本文中,我们评估的生产和衰变率的μ子在宇宙等离子体作为温度的函数。这使我们能够确定μ子丰度何时消失。当宇宙冷却到$kT_\mathrm{disappear}\approx 4.135$ MeV以下时,μ子的衰变率将超过产生率,μ子将准瞬间从宇宙中消失。有趣的是,我们发现在$T_\mathrm{disappear}$的μ子数几乎等于重子丰度。
2021-03-25 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
A Note on the Abundance of Primordial Black Holes: Use and Misuse of the Metric Curvature Perturbation
原始黑洞(PBH)的形成是一个罕见的事件,通过崩溃的大波动在早期宇宙。例如,这通过形成概率的非高斯尾部表现出来。为了计算这样的概率和PBH的丰度,经常采用曲率摄动。在本说明中,我们强调,它的使用不提供正确的PBH形成概率。通过一个路径积分的方法,我们表明,准确计算的PBH丰度需要的知识的曲率扰动或等价的,所有相应的连接的adjacator的多变量联合概率。
2022-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on the neutrino mass and the primordial magnetic field from the matter density fluctuation parameter $σ_8$
本文根据原初磁场存在下大尺度结构的形成,分析了中微子质量的极限。我们发现,一个新的上限中微子质量是可能的基础上适合宇宙微波背景和物质功率谱时,考虑到现有的独立约束的物质密度波动参数$σ_8$和原始磁场。
2010-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Nucleosynthesis: accurate predictions for light element abundances
对轻元素丰度的原始核合成预测进行了详细的分析。内容:1.标准宇宙学:概述。2.原始核合成。3. n-p反应的玻恩率<->。4.有限核子质量修正。5. QED热辐射修正。6.大爆炸核合成的计算。结果
1999-04-29 astro-ph hep-ph
The Sign of non-Gaussianity and the Primordial Black Holes Abundance
本文证明在非吸引子单场暴胀模型中,曲率功率谱峰值处的非高斯性参数 $f_{NL}$ 恒为正,从而表明该机制难以解释脉冲星计时阵列观测到的标量诱导引力波信号。
2023-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A note on the primordial abundance of stau NLSPs
在有引力子LSP的情况下,可能的Stau NLSP的丰度存在很强的BBN约束。我们发现,在大量的左,右混合的Stau质量本征态的设置,这些限制可以逃避,即使是非常长寿的Stau。
2008-10-06 hep-ph
Neutrino Signatures in Primordial Non-Gaussianities
在有效场论中研究了中微子的宇宙对撞机现象。计算了中微子的质量谱及其在压缩极限双谱中的特征振荡信号。dS-协变和慢滚修正都被考虑,因此是在暴胀期间的电弱对称性破缺的情况。有趣的是,我们发现暴胀子的慢滚背景为中微子的产生提供了一个化学势。化学势极大地放大了振荡信号,并使重中微子的信号大得可以观察到,而不需要微调。
2018-09-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial neutron star; a new candidate of dark matter
Z-玻色子交换作用在左手中微子和中子之间产生吸引力。Ginzburg-Landau平均场计算和Bogoliubov变换表明,这种吸引力导致中微子-中子对凝聚和超流性。当超流形成的结果应用于早期宇宙时,视界尺度对凝聚可能成为暗能量的一个组成部分。热宇宙介质中的其他费米子的进一步吸积,产生了由处于β平衡的质子、中子、电子和中微子组成的原始中子星的种子。原始中子星可能提供了一种机制,如果适当选择一小部分宇宙热粒子凝聚成中微子-中子超流体和原始中子星,而不使宇宙过于接近,那么原始中子星可能提供了部分或全部宇宙中的暗物质。通过测量原始中子星形成时的中微子爆发和实验室原子实验中超流遗迹中微子的探测,可以从原理上验证这一设想。
2022-09-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Nonequilibrium Neutrino Oscillations and Primordial Production of He-4
研究了介质中左手电子中微子与非热化无菌中微子在共振和非共振情况下的非平衡振荡。分析了{ \it动量空间}中用中微子密度矩阵表示的中微子动力学方程。数值计算了中微子密度矩阵的演化。这使得精确地研究中微子数密度的演变,能谱畸变以及每个动量模式下中微子和反中微子之间的不对称性。计算了非平衡振荡对He-4原初产生的影响。得到了振荡参数的宇宙学约束。
1996-08-12 hep-ph
Sensitivity of primordial black hole abundance on the reheating phase
研究了再加热历史对原初黑洞丰度的敏感性。与PBH质量分数的单色情况相反,具有不同e折叠和状态方程的再加热时代可以对具有扩展质量分数的PBH的丰度产生实质性影响。我们明确地证明了这种再加热的敏感性在一个说明性的模型中的单场膨胀与准拐点,并发现,无论是峰值位置和振幅的扩展质量分数以及丰富的PBH DM可以变化的数量级,这增加了另一层的不确定性的PBH的情况下,暗物质。
2018-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Nucleosynthesis: The Predicted and Observed Abundances and Their Consequences
在宇宙演化的早期,宇宙曾一度是一个宇宙核反应堆。宇宙的膨胀和冷却将这一时期限制在最初的几分钟内,这使得只有最轻的核素(D,3He,4He,7Li)的合成在天体物理学上非常有趣。对于宇宙学和粒子物理学(SBBN)的标准模型中的大爆炸核合成(BBN),SBBN预测的丰度仅取决于一个可调参数,重子密度参数(重子(核子)与光子的数量比)。回顾了遗留轻元素丰度的预测值和观测值,检验了原始核合成的内在一致性。BBN的一致性也探讨了通过比较宇宙学参数的值推断的原始核合成的标准模型和模型与非标准的早期宇宙膨胀率从宇宙背景辐射的研究,它提供了宇宙的快照约40万年后BBN结束。
2010-09-24 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
The Ineludible non-Gaussianity of the Primordial Black Hole Abundance
我们研究了原始黑洞的形成,它们是由早期宇宙中的大超密度坍缩产生的。由于密度衬度与共动曲率扰动之间存在非线性关系,因此超密度统计必然是非高斯的。我们表明,原始黑洞在形成的丰度可能不会被捕获的微扰方法,保留了前几个累积量的非高斯概率分布。我们提供了两种技术来计算非高斯丰度的原始黑洞在形成,一个基于峰值理论和阈值统计。我们的研究结果表明,不可避免的非高斯性质的不均匀性的能量密度,使它更难产生PBH。我们提供了简单的(半)分析表达式来计算非高斯丰度的原始黑洞,并表明,对于窄和宽的功率谱的高斯情况下,从阈值统计再现的功率谱的振幅增加了一个因素${\cal O}(2÷3)$。
2019-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from Broad Spectra: Abundance and Clustering
在早期宇宙中形成原始黑洞的一个常见机制是在小尺度上增强暴胀过程中产生的标量扰动。如果这些波动有足够大的振幅,它们可能会在重返视界时坍缩成原始的黑洞。这样的原始黑洞可能包含了所有的暗物质。我们提供了一些考虑的形成和集群的原始黑洞时,标量扰动的特点是由一个广泛的频谱。利用偏移集方法和最优统计量,我们证明了小质量的原始黑洞被大质量的原始黑洞吸收的云中云现象基本上是不存在的。这是因为原始黑洞的形成是极其罕见的事件。我们还表明,从质量分布的角度来看,宽谱和窄谱给出了类似的结果,在这个意义上说,质量分布是向一个单一的质量倾斜。此外,我们认为,原始的黑洞从宽谱不集群的形成,其分布是占主导地位的泊松。
2019-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on Neutrino-Neutrino Interactions from Primordial Nucleosynthesis
我们利用原初核合成的约束条件来约束非标准中微子-中微子相互作用的强度$F$,当右手中微子参与相互作用时。我们发现$F < 3 \times 10^{-3}\ G_F$,这是五个数量级更严格的限制使用LEP数据。我们还证明了由无质量粒子介导的中微子的秘密相互作用必须具有小于$2 \times 10^{-5}$的耦合$f$。这也改善了文献中以前的限制。
1994-04-26 astro-ph hep-ph
Nonequilibium Neutrino Oscillations and Primordial Nucleosynthesis
研究了左手电子中微子与非热化无菌中微子之间的非平衡振荡。分析了用动量空间中中微子密度矩阵表示的中微子精确动力学方程。数值计算了中微子密度矩阵的演化。这使得精确地研究中微子数密度的演变,能谱畸变以及每个动量模式下中微子和反中微子之间的不对称性。对于一定范围的振荡参数来说,扭曲和不对称的影响(在用粒子密度和平均能量工作时无法正确解释)以及电子中微子态的耗尽都已被证明是相当大的。计算了非平衡振荡对原初核合成的影响。得到了振荡参数的宇宙学排除区域。
1997-04-09 hep-ph
Effect of Magnetic Field Dissipation on Primordial Li Abundance
研究了原生磁场对原生元素丰度的耗散效应。当一个磁场重新连接时,它的能量被转换成带电粒子的动能,就像观测到的到达地球的太阳高能粒子一样。这加速了宇宙背景核,高能核引起非热反应。通过对大爆炸核合成过程中非热反应的理论计算,导出了耗散的一个约束条件。我们发现,如果在电子正电子湮没时期后,利用宇宙能量密度的0.01 - 0.1%进行核加速,则Li和D丰度的观测结果可以得到解释。磁场的这种振幅的重新连接产生出射喷流,其整体速度演化到适合于成功的宇宙射线(CR)核合成所需的0.1 - 1 MeV的核能的值。因此,在原始磁场耗散过程中宇宙背景核的加速是一种可能的软CR的产生机制,已被建议作为宇宙Li问题的解决方案。在没有外来物理学的解决方案中,只有耗散磁场模型解释了低Li和高D丰度的观测结果。我们的研究结果表明,在原始元素丰度中已经观察到了早期宇宙中强磁场的特征。
2022-01-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On Neutrino-Mixing-Generated Lepton Asymmetry and the Primordial Helium-4 Abundance
本文讨论了具有中微子振荡的BBN的轻子不对称性效应。我们认为,远小于0.01的不对称性,虽然没有大到足以直接影响核合成动力学,可以通过中微子振荡间接影响BBN。也就是说,它扭曲了中微子光谱,改变了中微子密度演化和振荡模式(抑制或增强它们),这反过来又影响了元素的原始合成。我们证明了X. Shi等人,基于只有L > 0.01才会影响氦-4生产的假设,Phys.Rev.D60,063002(1999)是无效的。相反,从BBN中微子混合参数的精确约束。
1999-08-31 hep-ph
Connection between dark matter abundance and primordial tensor perturbations
原始暴胀和暗物质(DM)都可能属于隐藏部分。因此,驱动暴胀的暴胀子可能直接或间接地耦合到DM,从而为发光和不发光物质提供了共同的起源。我们探索这种有趣的可能性,并表明,在某些情况下,DM质量可以与张量标量比。这种相关性可能为我们提供了一个机会之窗,可以在标准冻结范式之外揭示DM的特性。
2015-10-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Light burden of memory: Constraining primordial black holes with high-energy neutrinos
本研究利用 IceCube 高能中微子数据约束轻质量原初黑洞与“记忆负担”效应的联合参数空间,并评估 IceCube-Gen2、GRAND 的未来探测能力。
2025-03-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Primordial Black Hole Dark Matter evaporating on the Neutrino Floor
原初黑洞(PBH)假设产生于宇宙生命的最初时刻,是潜在的暗物质(DM)候选者。针对质量在$[5 \times10^{14} - 5 \times 10^{15}]$ g范围内的PBHs,指出PBHs蒸发产生的中微子可以通过相干弹性中微子核散射(CE $ν$ NS)相互作用,在多吨DM直接探测实验中产生可观测的信号.我们表明,与高曝光设想的下一代设施,它将有可能设置边界上的部分DM组成的PBH改善现有的中微子极限与超级神冈。我们还量化到什么程度的信号源自一小部分DM的PBH的形式将修改所谓的“中微子地板”,众所周知的障碍对检测弱相互作用大质量粒子(WIMPs)的占主导地位的DM组件。
2021-06-04 astro-ph.CO hep-ex 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
Memory-Burden Suppression of Hawking Radiation and Neutrino Constraints on Primordial Black Holes
School of Advanced Sciences, Vellore Institute of Technology(维拉沃理工学院高级科学学院)
研究量子引力记忆负担对蒸发原初黑洞高能中微子信号的影响,并通过IceCube观测约束原初黑洞暗物质比例。
2026-04-08 hep-ph
Dirac Neutrinos and Primordial Magnetic Fields
我们考虑随机原生磁场,并讨论其耗散,相干长度$L_0$,标度行为和约束隐含的原核合成。这种磁场可以激发狄拉克中微子的右螺旋态,对核合成产生不利影响。本文给出了Dirac中微子在大、小$L_0$情况下穿越随机磁场的自旋动力学方程的解,并考虑了弹性碰撞.根据标度行为和磁相干长度,由此得到的中微子磁矩的下限可能与$10^{-20}μ_B$一样严格。
1994-08-09 hep-ph
Primordial Black Hole Neutrinogenesis of Sterile Neutrino Dark Matter
本研究提出惰性中微子暗物质的原初黑洞蒸发生成新机制,该机制不依赖活性-惰性中微子混合,生成的0.3 MeV-0.3 TeV温惰性中微子具有独特能谱,可通过X射线与引力波重合信号检验。
2024-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Comments Regarding "On Neutrino-Mixing-Generated Lepton Asymmetry and the Primordial Helium-4 Abundance"
这是对M. V. Chizhov和D. P. Kirilova(hep-ph/9908525)批评了我们最近的出版物(X. Shi,G. M. Fuller和K. Abazajian Phys.Rev.D60,063002(1999))。在这里,我们指出了他们对我们论文内容的描述中的事实错误。我们还表明,他们对我们工作的批评是没有道理的。
1999-09-14 astro-ph hep-ph
A Realistic Determination of the Error on the Primordial Helium Abundance: Steps Toward Non-Parametric Nebular Helium Abundances
目前有两个显着不同的原始氦丰度的观测测定,如果只考虑在氦4丰度测定的统计误差,观测测定值和WMAP结果之间的差异是显着的。在这里,我们详细研究了系统不确定性的一些可能来源,这些不确定性可能会解决两种测定之间的差异。我们的结论是,原始氦丰度的观测测定是完全有限的系统误差,这些系统误差还没有完全占在任何已发表的原始氦丰度的观测测定。原则上,所观察到的贫金属HII区光谱应该以非参数方式进行分析,使得HII区物理条件和氦丰度仅从氦和氢发射线的相对通量比导出。在实践中,有很少的HII区光谱的质量,允许这一点,使大多数分析依赖于假设的范围或物理参数之间的关系,导致参数的解决方案与低估的误差线。我们分析的代表性结果得出Y_p = 0.249 \pm 0.009。然而,鉴于迄今为止分析的大多数光谱并没有显着限制原始氦丰度,我们认为允许值范围为0.232 le Y_p le 0.258。[摘要删节]
2004-05-28 astro-ph hep-ph
Primordial Nucleosynthesis: an updated comparison of observational light nuclei abundances with theoretical predictions
本文介绍了标准大爆炸核合成预测与轻核丰度天体物理估算的最新进展。特别是分析报告的重子分数和中微子的有效数量的预期范围内获得的BBN只。
2008-11-28 astro-ph hep-ph
Directional Neutrino Bursts from Spinning and Moving Primordial Black Holes
本研究提出旋转且运动的原初黑洞可产生定向高能中微子爆发,并利用 IceCube 与 KM3NeT 的非观测结果更新原初黑洞数密度约束。
2025-07-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The KM3NeT event: a primordial high energy neutrino?
Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学)
研究探讨KM3NeT观测到的高能中微子事件是否源于早期宇宙中长寿命原始 relic 的衰变或湮灭,提出该假设能产生独特的谱特征,缓解与其他实验结果的矛盾,并需通过专用代码研究中微子与背景中微子的相互作用及辐射过程对谱的影响。
2026-04-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraint on the abundance of primordial black holes in dark matter from Planck data
我们使用2015年公布的普朗克数据,在两种不同的再电离模型(一种是瞬时再电离,另一种是不对称再电离)下约束暗物质中的原生黑洞(PBH)丰度,并将WMAP 3年数据中PBH丰度的上限显著提高了两个数量级左右。此外,这些新的限值意味着在$95\%$置信水平(C.L.)下,PBH二进制合并的事件率(Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$)小于$M_\text{pbh}=30M_\odot$的$0.002$、$M_\text{pbh}=10M_\odot$的$5$和$M_\text{pbh}=2M_\odot$的$2000$,因此,GW150914似乎不太可能是由PBH双星合并产生的。
2016-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Lithium Abundance in Catalyzed Big Bang Nucleosynthesis
存在一个众所周知的问题,即标准大爆炸核合成预测的Li 7 + Be 7丰度大于在星族II恒星中观察到的值。大爆炸核合成的催化作用是由亚稳态的,τ_X \ge 10 ^3秒,带电粒子X^-能够抑制原初Li 7 + Be 7的丰度,使其与观测结果相一致。我们发现,为了产生正确的丰度,这种抑制机制要求X^-在4 \times 10 ^8 K的温度下的初始丰度为每重子0.02或大于0.02,这在亚稳电弱尺度粒子模型的自然丰度范围内。Li 7 + Be 7的抑制是由(Be 7 X ^-)化合物核的形成引发的,它们的丰度通过催化的质子反应快速耗尽,在某些模型中,X^-直接捕获在Be 7上。Li 7 + Be 7和Li 6约束的组合有利于寿命窗口,1000 s \la tau_X \leq 2000 s。
2008-05-19 hep-ph
Impact of massive tau-neutrinos on primordial nucleosynthesis. Exact calculations
严格计算了大量Majorana τ中微子对原始核合成的影响。在0 ~ 20 MeV范围内,数值求解了τ中微子质量的三个积分微分动力学方程组.结果发现,通常的动力学平衡的假设是强烈违反和非平衡校正大大放大的效果。即使核合成的限制很弱,允许有一个额外的无质量中微子,也允许得出m_v_τ< 1 MeV的结论。对于更严格的界限,例如对于dN < 0.3,极限是m_v_τ< 0.35 MeV。
1999-02-28 hep-ph
The abundance of primordial black holes depends on the shape of the inflationary power spectrum
在这封信中,结合峰值理论和辐射主导时代的引力坍缩的数值分析,我们表明,原始黑洞的丰度,产生的暴胀功率谱的增强,是非常依赖于峰值的形状。给定功率谱的振幅,我们表明,原始黑洞的密度从一个窄峰产生的,是指数小于在一个宽峰的情况下。具体地说,对于傅立叶空间中功率谱的礼帽轮廓,我们发现,对于包含所有暗物质的原始黑洞,人们只需要比以前建议的小一个数量级的功率谱振幅,而在窄峰的情况下,人们反而需要大得多的功率谱振幅,这在许多情况下会使宇宙学扰动的微扰分析失效。最后,我们表明,虽然临界坍缩给出了一个广泛的质量谱,原始黑洞形成的密度占主导地位的质量大致等于在视界交叉测量的宇宙视界质量。
2019-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evaporating Primordial Black Holes in Gamma Ray and Neutrino Telescopes
一个处于蒸发最后阶段的原始黑洞,位于局部附近,可以在伽马射线和中微子望远镜中产生可探测的信号。我们重新评估预期的伽马射线和中微子通量从这些瞬变点事件,并讨论现有的约束的后果。对于伽马射线,我们提高了几个因素,而中微子,我们得到显着不同的结果比现有的文献。详细讨论了中微子望远镜在寻找原始黑洞中的能力和优势。γ射线和中微子能量和时间分布的相关性将被推广为识别原始黑洞的有力工具,以备探测。
2021-12-22 astro-ph.HE hep-ph
Primordial Abundances of ^6Li, ^9Be, and ^11B with Neutrino Degeneracy and Gravitational Constant Variation
最近对类星体吸收光谱中氘丰度的测量显示了两个相互矛盾的数字,它们相差一个数量级。在原始核合成时期,考虑到中微子简并和引力常量的变化,我们将讨论这些观测结果对^6 Li、^9 Be和^11 B丰度的影响。在与D、^4He和^7Li一致的允许范围内,我们观察到^11B与SBBN一样对η有很强的依赖性,但没有观察到^6Li和^9Be对重子数密度的显著依赖性。对于低氘和高氘,^6Li和^9Be的预测相差一个数量级,而对于^11B的预测相差最多几个数量级,并且随η而变化。
1997-09-13 hep-ph
The effect of primordial fluctuations on neutrino oscillations
最近的研究表明,如果介质的波动周期等于中微子振荡的长度,那么质量本征态之间的翻转可以大大增强物质中的中微子振荡。在这里,我们研究的原始波动的中微子振荡在早期宇宙的影响。我们计算的振荡概率的情况下,一般的幂律波动谱和一个更现实的频谱预测的通货膨胀。我们还考虑了QCD相变引起的涨落放大效应。我们发现,有一个区域的参数空间,这种机制将是主导机制产生不育中微子。然而,这个结论没有考虑当中微子从等离子体中退耦时,中微子振荡尺度上的涨落的阻尼。我们发现,这降低了质量本征态之间的翻转到一个不可观测的水平的概率。
2008-01-24 hep-ph
Extended quintessence and the primordial helium abundance
在扩展的精粹模型中,耦合到曲率标量R的标量场提供了宇宙的大部分能量密度。我们指出,这样的模型也可以自然地导致原始的氦-4丰度的减少,缓解目前存在的紧张关系之间的原始氦-4丰度推断从观测和预测的量由标准大爆炸核合成(SBBN)对应于观察到的氘丰度。使用负幂律势的精华字段,我们确定的模型参数的范围,这可能会导致一个有趣的减少氦-4丰度,我们表明,它与其他限制扩展的精华模型所允许的区域重叠。
2001-06-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Neutrinos
宇宙学观测和中微子物理之间的联系进行了详细讨论。在早期宇宙中,中微子在1 MeV的温度下与热接触解耦,这与轻元素合成发生的温度一致。因此,对轻元素丰度的观测提供了关于中微子能量密度和化学势等性质的重要信息。对宇宙微波背景和星系大尺度结构的精确观测,可以用来探测中微子质量,其精度比目前的实验室实验更高。在这篇评论中,我讨论了当前宇宙学的中微子性质的界限,以及可能的界限,从即将到来的测量。
2006-02-07 hep-ph
Light Sterile Neutrinos and Inflationary Freedom
我们进行宇宙学分析,我们允许原始功率谱的标量扰动假设的形状是不同的,从通常的幂律预测的最简单的宇宙膨胀模型。我们用分段三次Hermite插值多项式(PCHIP)参数化自由原始功率谱。本文考虑了一个3+1中微子混合模型,其中一个无菌中微子的质量在eV量级,它可以解释在短基线中微子振荡实验中观察到的异常现象。我们发现,自由的原始功率谱允许调和宇宙学数据与一个完全热化的无菌中微子在早期宇宙。此外,宇宙学分析给了我们一些关于原始功率谱形状的信息,它在波数$k=0.002\,\text{Mpc}^{-1}$周围呈现出一个特征。
2015-02-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Indication for Primordial Anisotropies in the Neutrino Background from WMAP and SDSS
我们证明,结合宇宙微波背景各向异性测量从第一年的WMAP观测与聚类数据从SLOAN星系红移调查产生的宇宙学中微子背景中的原始各向异性的指示。
2005-07-07 astro-ph hep-ph
Ultra-High-Energy Neutrinos from Primordial Black Holes
本文提出原初黑洞晚期蒸发产生的霍金辐射可解释IceCube和KM3NeT探测到的PeV级超高能中微子事件,并指出若暗物质中PBH占显著比例,则观测事件率与理论预期一致。
2025-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Limits on Active-Sterile Neutrino Mixing and the Primordial Deuterium Abundance
从大爆炸核合成的考虑,积极的不育中微子混合的限制的研究扩展到考虑这些约束的原始氘丰度的依赖性。这项研究的动机是最近的测量D/H类星体吸收系统,目前产生不一致的结果。对于高D/H,活性-无菌混合的限制有所放宽。对于低D/H($\approx 2 \times 10^{-5}$),根据目前流行的原始$^4$ He丰度$Y$上限,不允许有活性-无菌中微子混合。对于如此低的原始D/H值,通过即将到来的太阳中微子实验对活跃-无菌中微子混合的观测推断将意味着$Y$被系统地低估了,除非有新的物理不包括在标准BBN中。
1996-03-21 astro-ph hep-ph
Neutrino decoupling including flavour oscillations and primordial nucleosynthesis
我们重新讨论了中微子在早期宇宙中的味振荡去耦。我们重新推导的量子动力学方程,确定中微子演化的基础上BBGKY类层次结构,并包括第一次完整的碰撞项,与所有相关的反应的对角和非对角项。我们重点讨论了零化学势的情况,并数值求解这些方程。我们还开发了一个近似方案的基础上绝热演化的物质基础。事实上,振荡和宇宙学时间尺度之间的巨大差异允许考虑平均味振荡,当与微分系统雅可比矩阵的直接计算相结合时,平均味振荡可以将数值积分加速两个数量级。近似的数值方案也是有用的,以获得更多的洞察中微子去耦的物理。结合等离子体热力学QED修正的最新结果,我们将中微子的有效数更新为$N_{\mathrm{eff}} = 3.0440$。最后,我们研究了中微子退耦过程中味振荡对随后的原始核合成的影响。
2020-12-06 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Neutrino and Positron Constraints on Spinning Primordial Black Hole Dark Matter
原始黑洞可以有很大的自旋--这是一个对它的蒸发率有很大影响的基本性质。通过寻找MeV能量范围内的中微子和正电子,我们对自旋不可忽略的原始黑洞的可探测性进行了全面的研究。扩散超新星中微子背景搜索和观测银河系中心正电子的511 keV伽马射线线设置了竞争性限制。与不旋转的黑洞相比,旋转的原始黑洞被探测到略高的质量范围。我们使用中微子的约束比弥散伽马射线背景的约束稍弱,但互补和鲁棒。我们的正电子约束通常在较低质量范围内较弱,在较高质量范围内较强,与非旋转的原始黑洞相比。它们通常比那些从质量大于几个$\times \, 10^{16}$ g的原始黑洞的漫射伽马射线测量中得到的结果更强。
2020-09-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Primordial Nucleosynthesis with Massive Tau Neutrinos
一个巨大的长寿命的τ中微子在MeV制度修改了原始轻元素丰度预测的大爆炸核合成(BBN)计算。这种效应被用来推导τ中微子质量的极限。由于最近的观测情况变得有些混乱,部分,本质上不一致,我们重新考虑的τ中微子质量的BBN限制。为此,我们使用我们新开发的BBN代码来计算原始丰度作为tau中微子质量和宇宙重子密度η的函数。我们推导出几组所谓的原始丰度的η-τ-中微子-质量-平面的一致性区域。在某些情况下,一致区只存在于τ中微子质量不为零时。目前,BBN并没有提供支持或反对τ中微子质量的明确证据。
2000-04-17 astro-ph hep-ph