A precision calculation of relic neutrino decoupling
本文研究了早期宇宙中遗留中微子与电子、正电子和中微子相互作用时平衡谱的畸变。我们首次求解了中微子密度矩阵的积分微分动力学方程，包括从QED到次领先阶$\mathcal{O}(e^3)$的三味振荡和有限温度修正。此外，还直接求解了质量基中中微子的等效动力学方程，并对质量基中中微子谱的畸变进行了数值计算，这一结果可以很容易地外推到当前宇宙中非相对论中微子谱的畸变。在这两个基地，我们发现相同的有效中微子数，$N_{\rm eff} = 3.044$，参数化的总中微子能量密度的值。由于数值计算和中微子混合参数的选择，对$N_{\rm eff}$值的估计误差至多为0.0005。
2020-08-05 astro-ph.CO hep-ph
Majorana Neutrino Magnetic Moment and Neutrino Decoupling in Big Bang Nucleosynthesis
我们研究了当Majorana中微子（电子中微子、μ子中微子、τ中微子）具有跃迁磁矩时的早期宇宙物理。这些超出通常的弱相互作用耦合的额外耦合改变了中微子从电子/正电子和光子等离子体中解耦的方式。我们计算如何过渡磁矩耦合修改中微子退耦温度，然后使用一个完整的弱，强，电磁反应网络来计算相应的变化大爆炸核合成丰度产量。我们发现，轻元素丰度和其他宇宙学参数对10^{-10}玻尔磁子量级的磁耦合敏感。考虑到最近对亚MeV Borexino数据的分析，将Majorana矩限制在10^{-11} Bohr磁子或更小的数量级，我们发现宇宙学参数的变化从磁贡献到中微子退耦温度低于即将到来的精确观测水平。
2015-11-17 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Neutrino decoupling beyond the Standard Model: CMB constraints on the Dark Matter mass with a fast and precise $N_{\rm eff}$ evaluation
有效相对论中微子种类的数量代表了早期宇宙热历史的基本探测，也是粒子物理学标准模型的基本探测。传统的中微子退耦方法要么是非常技术和计算昂贵的，或者假设中微子瞬间退耦。在这项工作中，我们的目标是填补这两种方法之间的差距，通过建模的中微子去耦在两个简单的耦合微分方程的电磁和中微子部门的温度，其中所有相关的相互作用都考虑在内，并允许一个简单的实施BSM物种。在包含有限温度QED修正后，我们在$0.01$的SM中达到了对$N_{\rm eff}$的精度.我们说明了这种方法的有用性中微子去耦考虑，在一个独立的方式，兆电子伏的热暗物质的影响$N_{\rm eff}$。我们表明，普朗克排除了95 CL下$m< 3.0\,\text{MeV}$的亲电和亲中微子热暗物质粒子，而不管它们的自旋如何，以及它们的湮灭是$s$波还是$p$波.我们指出，热暗物质粒子与电子和中微子的不可忽略的相互作用是更难以捉摸的CMB观测比纯粹的亲电或亲中微子的。此外，我们的方法的准确性的帮助下，我们表明，CMB第四阶段的实验将一般测试热暗物质粒子与$m \lesssim 15\,\text{MeV}$。我们在https://github.com/MiguelEA/nudec_BSM上公开了为本研究开发的代码。
2019-09-06 astro-ph.CO hep-ph
A review of neutrino decoupling from the early universe to the current universe
本文综述了早期宇宙中残余中微子与电子、正电子和中微子相互作用所引起的光谱畸变。我们求解了中微子密度矩阵的积分-微分动力学方程，包括真空三味中微子振荡、电子和正电子背景振荡、碰撞项以及对电子质量和电磁等离子体的有限温度修正，直到次领先阶$\mathcal{O}(e^3)$。在此基础上，我们估计了中微子退耦过程中的光谱畸变对当前宇宙中宇宙中微子本底（C $ν$ B）的数密度和能量密度的影响，并讨论了这些影响对直接探测C $ν$ B对氚的俘获率的影响，重点讨论了PIMMY型实验。此外，我们还得到了中微子有效数$N_{\rm eff}=3.044$的精确值。然而，QED对弱相互作用率的修正在$\mathcal{O}(e^2 G_F^2)$量级和中微子通过自相互作用的前向散射在整个文献中还没有得到精确的考虑。最近的研究表明，这些忽略可能会导致$N_{\rm eff}$中$\pm(10^{-3} - 10^{-4})$的不确定性。
2022-11-02 astro-ph.CO hep-ph
The effect of electromagnetic properties of neutrinos on the photon-neutrino decoupling temperature
本文研究了中微子的电磁性质对超高能宇宙中微子与残留中微子在$ν\barν\to γγ$过程中湮灭的影响。对于这一过程，采用有效拉格朗日模型，在标准模型的基础上，计算了光子-中微子的退耦温度。我们发现，光子-中微子的退耦温度可以大大降低到QCD相变以下，与模型无关的分析定义的中微子的电磁性质。
2013-01-02 astro-ph.HE hep-ph
Late-time Entropy Production from Scalar Decay and Neutrino Decoupling
标量衰变产生的晚期熵产生出现在热膨胀这样的场景中，被提出来稀释长寿命的大质量场，如引力子和模量。标量衰变可能会持续到Mev尺度的温度，并影响BB核合成。研究了这种熵产生对电子中微子退耦的影响。标量衰变常数的下限估计约为10^（-22）Gev，因此，对于更高的衰变常数值，标准电子中微子去耦不受影响。
2003-05-15 hep-ph
The impact of excited neutrinos on $ν\barν\to γγ$ process
本文研究了激发中微子对超高能宇宙中微子湮灭残余中微子的影响。计算了受激中微子对中微子-光子退耦温度的贡献。我们看到，光子中微子的退耦温度可以显着降低到低于标准模型的激发中微子的影响所获得的值。
2012-11-27 astro-ph.CO 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
Light neutrino propagation in matter without heavy neutrino decoupling
我们回顾了轻中微子在物质中的传播，假设它们与重中微子的混合接近目前的实验极限。讨论了轻中微子混合矩阵的非么正性对中微子振荡的唯象意义。特别是，我们表明，中微子在物质中传播的共振效应仍然存在，但略有修改的参数值和最大值减少了一个小的量成比例的轻和重中微子之间的混合的平方。
2002-07-26 hep-ph
Entropy Production during Reheating at Late Times and Neutrino Decoupling
最近的理论提出了各种各样的大质量粒子，如模量，其丰度或衰变危及标准宇宙学结果。为了稀释它们，提出了热膨胀，它有自己的大质量标量平子场，在Mev尺度温度的时代继续衰减。在本文中，晚时间的熵产生中微子去耦在这种再加热的影响进行了研究，包括一个术语，所产生的熵产生率由于标量衰变，在玻尔兹曼方程的中微子数密度。研究了无质量中微子退耦温度的影响。发现标量衰变速率常数的下限可以设定为10^{-22} Gev。
2002-03-15 hep-ph
Finite temperature effects on the neutrino decoupling in the early Universe
研究了早期宇宙中中微子退耦温度的主导有限温度效应。我们已纳入修改的色散关系和相空间分布由于粒子的存在下，在热浴中的温度在兆电子伏左右。由于宇宙的膨胀率和中微子的相互作用率都因有限的温度效应而降低，因此有必要尽可能精确地计算热修正，以便找到中微子去耦温度的净效应。我们用有限温度场论作了这样的计算。它已被证明，有限的温度效应增加中微子去耦温度的4.4%，最大的贡献来自相空间的修改，由于热浴。
1997-02-13 hep-ph
Precision Early Universe Thermodynamics made simple: $N_{\rm eff}$ and Neutrino Decoupling in the Standard Model and beyond
精确测量有效的相对论中微子种类和原始元素丰度的数量，需要对标准模型和更高版本的早期宇宙观测值进行精确的理论预测。考虑到精确模拟早期宇宙热历史的复杂性，在这项工作中，我们扩展了作者以前提出的方法，以获得简单，快速和准确的早期宇宙热力学。该方法是基于近似，所有相关的物种可以描述的热平衡分布函数的特征在于由温度和化学势。我们将该方法应用于中微子在标准模型中的退耦，并发现$N_{\rm eff}^{\rm SM} = 3.045$ -与以前的国家的最先进的计算结果非常一致。我们应用该方法研究了在一个非常轻的（$1\,\text{eV}<m_ϕ< 1\,\text{MeV}$）和弱耦合（$λ\lesssim 10^{-9}$）亲中微子标量的存在下宇宙的热历史。我们发现我们的结果是在良好的协议与精确的刘维尔方程的解决方案。最后，我们发布了一个代码：NUDEC_BSM（有Mathematica和Python两种格式），用它可以在标准模型和其他模型中准确有效地解决中微子去耦问题：https://github.com/MiguelEA/nudec_BSM。
2020-05-27 astro-ph.CO hep-ph
Decoupling of Massive Right-handed Neutrinos
研究了当右手中微子质量远大于右手规范玻色子质量时，大质量右手中微子的B+L -破坏反常产生对它们的退耦的影响.考虑到正常的湮灭通道，李-温伯格类型的计算，在这种情况下，给出了约700 Gev的上限，这使人怀疑是否存在这样一个右手中微子质量大于右手规范玻色子质量。考虑到与SU（2）_R规范群有关的反常效应，我们研究了将其转变为100 Tev量级的下界的可能性。
1999-07-09 hep-ph
Neutrino energy transport in weak decoupling and big bang nucleosynthesis
我们通过同时耦合一个完整的强、电磁和弱核反应网络和一个多能群Boltzmann中微子能量输运方案，计算了早期宇宙在弱退耦、弱冻结和大爆炸核合成（BBN）时期的演化.我们的代码的模块化结构提供了解剖的能力，负责演变的动力学的早期宇宙在中微子味振荡的情况下，每个过程的相对贡献。这种方法允许详细说明$ν_e$、$\barν_e$、$ν_μ$、$\barν_μ$、$ν_τ$、$\barν_τ$能量分布函数的演化，这些函数与核反应以及中微子和光子/电子/正电子/重子等离子体成分之间的熵/热生成和流动是自洽的。该计算揭示了中微子分布函数和等离子体热力学条件（例如，电子-正电子对密度），并暗示：比例因子和等离子体温度之间的相位;中子-质子比;轻元素丰度的历史;和宇宙学参数\neff。我们发现，我们的方法以下的中微子光谱扭曲和伴随的熵产生和提取的等离子体的时间发展的结果在BBN氘产额的计算值的变化。例如，对于等离子体热力学中的量子校正的特定实现，我们的计算显示氘的$0.4\%$增加。在观测和核物理不确定性预期改善的背景下，这些变化具有潜在的重要意义。
2016-03-27 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino decoupling in the early Universe
本文计算了早期宇宙中中微子的退耦，包括费米-狄拉克统计和弱反应速率下电子质量的依赖关系。我们发现，去耦后，电子中微子贡献的相对论能量密度比在标准的情况下，其中中微子被假定为不共享加热从e $^\pm$湮灭多0.83\%。μ子和τ中微子的相应数量为0.41%。这导致原始的$^4$ He丰度被修改了$ΔY=+1.0\times 10^{-4}$，轻中微子的宇宙学质量极限被修改了0.2- 0.5 eV。
1995-06-02 astro-ph hep-ph
Towards a precision calculation of $N_{\rm eff}$ in the Standard Model II: Neutrino decoupling in the presence of flavour oscillations and finite-temperature QED
在这项工作中，我们提出了一种新的中微子有效数标准模型基准值的计算方法，即$N_{\rm eff}^{\rm SM}$，它量化了宇宙学中微子到光子的能量密度。计算考虑到中微子味振荡，有限温度的影响，在量子电动力学等离子体${\cal O}(e^3)$，其中$e$是基本电荷，和中微子-中微子碰撞积分的全面评估。我们还提供了一个详细的评估基准$N_{\rm eff}^{\rm SM}$值的不确定性，通过测试值的依赖（i）~可选的近似建模的弱碰撞积分，（ii）~测量误差的物理参数的弱部门，和（iii）~数值收敛，特别是在动量离散。我们新推荐的标准模型基准是$N_{\rm eff}^{\rm SM} = 3.0440 \pm 0.0002$，其中标称不确定性主要归因于数值求解过程（$|δN_{\rm eff}| \sim10^{-4}$）中产生的误差，并由太阳混合角$\sin^2θ_{12}$（$|δN_{\rm eff}| \sim10^{-4}$）中的测量误差增加。
2021-03-19 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
From Quark-Gluon Universe to Neutrino Decoupling: 200<T<2MeV
探讨了夸克和强子宇宙的性质。动力学理论的考虑，证明强子丰度后，从夸克到强子的相变保持不变，直到强子的丰度变得无关紧要。详细描述了强子化过程和强子产额的演化。
2012-11-19 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Decay and Decoupling of heavy Right-handed Majorana Neutrinos in the L-R model
重右手中微子是当前的兴趣。这种中微子的相互作用和衰变决定了它们在宇宙演化过程中的退耦时期。这反过来又会影响各种可观测的特征，如能量密度、核合成、CMBR谱、星系形成和重子生成。在这里，我们考虑了在左右对称模型中，由WR+ - WR-通道和起源于SU（2）R规范群的异常通道对右手电子型Majorana中微子的约化，以及这种中微子的衰变。我们研究了这些中微子的减少不同范围的左右模型参数，并发现，如果中微子质量超过右手规范玻色子质量，那么中微子永远不会去耦的参数的现实值，而是，在平衡中衰减。因为没有非平衡衰变，所以中微子的质量没有界限。
2001-05-29 hep-ph
Precision calculation of neutrino evolution in the early Universe
在原始宇宙中，中微子退耦只发生在电子正电子湮没之前。与标准的瞬时退耦近似相比，这导致中微子能量密度显著增加，由中微子物质的有效数量$N_{\rm eff}$参数化。需要精确计算中微子演化，以评估其在宇宙学后期阶段的后果，并需要考虑多种效应，如中微子振荡，这是一个真正的数值挑战。最近，几个关键的改进已经允许这种精确的数值计算，导致新的参考值$N_{\rm eff}=3.0440$。
2021-10-21 astro-ph.CO hep-ph
Decoupling of the Right-handed Neutrino Contribution to the Higgs Mass in Supersymmetric Models
最近，有人认为，在跷跷板扩展的标准模型的超对称扩展中，重右手中微子和sneutrinos可能会对最轻的中性CP-甚至希格斯玻色子的质量产生几个GeV的修正，即使软超对称破缺参数是电弱标度的量级。如此大的修正的存在将使希格斯粒子的精确质量无法从可测量的低能参数中计算出来。我们发现，情况并非如此：去耦是保持在适当的意义和右手（S）中微子，如果它们存在，对物理希格斯质量的影响可以忽略不计。
2021-06-05 hep-ph
Scalar triplet leptogenesis without right-handed neutrino decoupling
我们讨论leptogenesis的上下文中的第二类跷跷板的情况下，除了标量电弱三重衰变的轻子不对称性也诱导右手中微子衰变（温和的层次方案）。我们表明，在这种设置中，根据相关参数的相对大小，可以识别三类通用模型，每一类都有自己的后果leptogenesis。
2012-12-13 hep-ph
Oscillation effects on neutrino decoupling in the early universe
在早期宇宙中，中微子在一个温度下从与电磁等离子体的平衡中解耦，该温度仅略高于电子和正电子湮灭的温度。因此中微子在某种程度上分担了从e^+e^-到其他粒子的熵转移，它们的最终温度略高于正则值T_nu =（4/11）^{1/3} T_gamma。研究了考虑中微子振荡效应的早期宇宙中微子退耦，发现在考虑振荡效应的情况下，e^+ e^-湮灭引起的中微子能量密度的变化可以提高2-3%.通过中微子振荡，原始氦的丰度可以改变1.5 x 10^-4。
2002-01-09 astro-ph hep-ph
Relic neutrino decoupling including flavour oscillations
在早期宇宙中，当电子-正电子对湮灭时，中微子会发生轻微耦合，并将它们的熵转移给光子。这一过程产生了中微子光谱的非热畸变，这种畸变取决于中微子的味道，nu_e的畸变比nu_mu或nu_tau的大。通过求解中微子谱的动量相关动力学方程，研究了三中微子味振荡对中微子退耦过程的影响。我们发现，振荡并没有从本质上改变中微子能量密度的总变化，以中微子的有效数计算，N_eff=3.046，而对原始4 He的产生的微小影响增加了O（20%），高达2.1 x 10^{-4}。这些结果是稳定的中微子混合参数目前有利的区域内。
2005-06-16 astro-ph hep-ph
Understanding neutrino properties from decoupling right-handed neutrinos and extra Higgs doublets
由重的额外自由度引起的低能效应被大质量尺度的幂所抑制，因此，如果足够重，则保留了标准模型在描述低能现象方面的成功。然而，众所周知，重右手中微子可能在低能现象学中起着重要的作用，作为中微子质量小的解释。我们认为在本文中的标准模型的扩展重右手中微子和重希格斯二重态，我们表明，使用重整化群的方法，该模型可以同时提供一个解释的小中微子质量和大气和太阳之间的质量分裂观察到的温和的层次结构，即使当额外的自由度非常重。我们分析了必要的条件，重现振荡参数，我们讨论了这个模型可能的实验签名。
2011-07-12 hep-ph
Neutrino Decoupling Is Altered by Flavor Conversion
本文首次非线性模拟含带电流、中性流碰撞及平流的中微子退耦过程，发现味转换在完全退耦前发生并移动退耦面。
2023-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Quantum breaks in a model for the evolution of neutrinos during their decoupling era in the big bang
一个活跃的双中微子态耦合到一个中间标量介子，然后耦合到一个双反中微子态，是催化从活跃中微子到无菌中微子转变的一个想法，在实现Dodelson-Widrow的提议中，产生无菌和有点大质量的中微子作为暗物质候选者。我们提出了一些力学，承诺使用相同的模型与相同的质量和耦合参数，以达到类似的结果，但数量级更快;或者，类似的结果，但大大减少了耦合常数开始。这样，模型就不会受到与实验室和天体物理数据一致性的限制。
2020-12-06 hep-ph
Non-standard cosmic expansion histories: Neutrino decoupling and primordial nucleosynthesis signatures
本研究探讨非标准宇宙膨胀历史中超硬流体的影响，发现中微子退耦和原初核合成观测对这类模型提供约束，其中氦-4丰度测量最严格，未来改进可测试其显著效应区域。
2024-02-09 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological radiation density with non-standard neutrino-electron interactions
中微子和电子之间的非标准相互作用（NSI）可以显著地改变中微子与等离子体的退耦。这些相互作用对整个图景有两个影响：（i）它们通过物质效应改变了中微子振荡;（ii）它们改变了中微子、电子和正电子的散射和湮灭过程。我们研究了非普适和变味NSI在退耦中的作用，以及它们如何影响中微子有效数$N_{eff}$的确定。我们研究NSI参数之间的简并性，并将未来宇宙学调查的预期灵敏度与目前陆地实验的限制进行比较。我们概述了这两种方法之间的互补性。
2021-10-19 astro-ph.CO hep-ph
Non-decoupling of Heavy Neutrinos and Lepton Flavour Violation
我们考虑一类预测新的重中性费米子态的模型，其与轻中微子的混合可以是自然显着的，并产生可观察到的影响低于其生产的阈值。我们更新的间接限制味非对角混合参数，可以从么正性，并表明，显着的利率一般预期为一个循环引起的罕见的过程，由于交换的虚拟重中微子，涉及违反的μ子和电子轻子数。特别是，$μ$ - $e$转换在核和$μ\to ee^+e^-$的振幅显示出非去耦二次依赖于重中微子质量$M$，而$μ\to eγ$几乎是独立的电弱标度以上的重标度。这三个过程，然后使用设置严格的约束的味道违反混合角。在所考虑的所有情况下，我们明确指出，非去耦行为是严格相关的SU（2）对称性的自发破缺。
1995-03-09 hep-ph
Decoupling, lepton flavour violation and leptogenesis
基于一个右手征中微子与跷跷板机制解耦的思想，从自下而上的角度构建了几类中微子质量模型，这些模型可以自然地解释中微子混合的等级质量和双大模式.研究了具有普遍软质量的MSSM中轻子味破坏和轻子生成的预测之间的相互作用。特别是，类中微子质量模型，其中成功leptogenesis意味着BR（mu->e伽马）可能在即将到来的实验中观察到的。
2005-05-10 hep-ph
Implications of CHOOZ results for the decoupling of solar and atmospheric neutrino oscillations
我们考虑了太阳和大气中微子振荡实验中三个中微子混合方案的结果。研究表明，最近的CHOOZ实验结果表明，|U_{e3}| ^2 <<1（U为中微子混合矩阵），太阳中微子振荡可用两代形式描述，太阳中微子振荡与大气中微子振荡解耦。它还表明，如果不仅|U_{e3}| 2 <1，但|U_{e3}| <<1，则大气中微子振荡不依赖于物质效应，可用两代理论描述。在这种情况下，与适当的识别的混合参数，太阳和大气中微子数据的两代分析提供了直接的信息，三个中微子的混合参数。我们讨论了获取信息的可能性|U_{e3}| ^2在长基线中微子振荡实验中。
1998-02-24 hep-ph
Towards a precision calculation of the effective number of neutrinos $N_{\rm eff}$ in the Standard Model I: The QED equation of state
我们重新审视了有限温度下标准模型物理学的几个方面，这些方面使宇宙学参数$N_{\rm eff}$（早期宇宙中中微子的有效数量）的理论值远离3。我们的主要重点是有限温度修正的状态方程的QED等离子体在附近的中微子去耦在$T \sim 1$ MeV，其中$T$是光子温度。在瞬时退耦近似下，我们在${\cal O}(e^2)$（$e$是基本电荷）处恢复了$δN_{\rm eff}^{(2)} \simeq 0.010$在一系列合理的中微子退耦温度范围内的公认修正，与最近文献中发现的两倍大的效应的错误主张相反。在${\cal O}(e^3)$，我们发现了一个新的和重要的修正$δN_{\rm eff}^{(3)} \simeq -0.001$，迄今为止还没有考虑在任何精确计算的$N_{\rm eff}$，重要的是，因为这个修正是潜在的变化大于$N_{\rm eff}$之间的包括和排除中微子振荡的运输模型。除了量子电动力学状态方程外，我们还首次尝试了对直接影响中微子退耦过程的弱相互作用速率进行有限温度量子电动力学修正，发现${\cal O}(e^2)$热电子质量修正引起了$δN_{\rm eff}^{m_{\rm th}} \lesssim 10^{-4}$的变化.一个完整的评估，在这项工作中考虑的$N_{\rm eff}$的最终价值的各种影响将需要一个帐户的中微子能量输运超越瞬时去耦近似。然…
2020-11-30 astro-ph.CO hep-ph
Matter effects and CP violating neutrino oscillations with non-decoupling heavy neutrinos
对于重中微子不退耦导致轻中微子态间非幺正混合的特殊情况，建立并求解了在一般各向异性或极化背景环境中传播的活动中微子和不育中微子的演化方程.新的CP破坏中微子振荡效应出现。与标准的幺正中微子振荡相反，即使对于两个味中微子跃迁，即使中微子混合矩阵中的一个元素等于零，这些效应也是可见的。它们不一定随$δm^{2} \to 0$而消失，而且对于不同的味中微子跃迁对（$ν_e \to ν_μ$）、（$ν_μ\to ν_τ$）、（$ν_τ\to ν_e$），它们也是不同的。计算了真空和地球物质中的中微子振荡，并对幺正振荡和非幺正振荡进行了比较。它示出，考虑到目前的实验限制，重中微子状态可以影响CP和T不对称性。在$ν_μ\to ν_τ$振荡的情况下尤其如此。
2002-07-01 hep-ph
Effects of non-standard neutrino-electron interactions on relic neutrino decoupling
本文研究了在非标准中性流中微子-电子相互作用（NSI）条件下早期宇宙中中微子的退耦。我们首先讨论了一个半解析的方法来解决相关的动力学方程，然后提出了完全数值和动量依赖的计算结果，包括味中微子振荡。我们提出了我们的结果在两个方面的有效中微子物种数（N_eff）和大爆炸核合成过程中产生的He-4的丰度的影响。我们发现，在目前的实验室数据允许的范围内的NSI参数，非标准的中微子-电子相互作用并没有从根本上修改遗迹中微子的密度，也没有从宇宙学观测的中微子属性的界限，如它们的质量。尽管如此，中微子-电子NSI的存在可能会增强从电子-正电子对到中微子而不是光子的熵转移，直到N_eff=3.12。这几乎是对标准弱相互作用出现的N_eff=3的修正的三倍。
2006-09-01 astro-ph hep-ph
Generation of Cosmic Magnetic Fields and Gravitational Waves at Neutrino Decoupling
我们发现，当中微子进入（几乎）自由流态时，非均匀的宇宙学轻子数可能会在原始等离子体中产生湍流。这种效应可能是宇宙磁场起源的原因，并产生了可探测的引力波背景。非均匀轻子不对称性的存在可以由活跃-惰性中微子振荡或某些版本的阿弗莱克和Dine重子生成方案自然产生。
2001-11-08 astro-ph hep-ph
Non-decoupling and lepton number violation in left-right models
我们认为，由于唯象学施加的标量势和vev结构的最小化条件，在明显的左右对称模型中，重中微子的大的非去耦效应可以自然地出现。通过对原子核中轻子破坏衰变$μ\rightarrow eγ,$ $μ\rightarrow e e^-e^+$和$μ-e$转换的研究，我们得到了非对角轻重和轻重中微子混合的约束条件。最严格的限制来自后一个过程，因为它的振幅表现出二次非去耦依赖于重中微子质量。由于大质量$W_R$对右手流的抑制，当$M_{W_R}>200$为$M_{W_R}>200$ TeV时，本实验对重中微子的代际混合不敏感。
1996-09-11 hep-ph
Accurate renormalization group analyses in neutrino sector
本文研究了中微子扇区中$ν$ -振荡和跷跷板能标之间的精确重整化群分析。考虑了顶夸克和希格斯玻色子的退耦效应对轻中微子质量矩阵的重整化群方程的影响。由于退耦效应是在标准模型尺度下给出的，且与高能物理无关，所以我们的方法基本上可以适用于标准模型以外的任何模型。我们发现，希格斯玻色子玻色子的退耦效应可以忽略，而顶夸克的退耦效应则不可忽略。特别是，顶夸克的退耦效应影响中微子质量本征值，这对于分析高能尺度下的基本理论中的质量平方差和无中微子双β衰变等预言非常重要。
2014-07-17 hep-ph
Neutrino decoupling and the transition to cold dark matter
该研究利用位置与动量的量子不确定性概念描述中微子从原初等离子体的退耦过程，指出此前否定中微子作为暗物质的论据有误或存漏洞，提出应将中微子重新视为冷暗物质粒子而非热暗物质粒子。
2023-07-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Decoupling supernova and neutrino oscillation physics with LAr TPC detectors
核心坍缩超新星是所有味中微子的巨大来源。银河系超新星中微子爆发的味成分、能谱和时间结构可以提供有关爆发机制和原中子星冷却机制的信息。这样的数据也可以提供关于中微子的内在性质的信息，比如味道振荡。一个重要的问题是理解在观测单个超新星时，超新星和中微子物理学能在多大程度上解耦。本文讨论了用液态氩TPC探测器探测超新星中微子混合角\th 13和质量等级类型的可能性。此外，描述的超新星中微子发射的一组五个参数（平均能量的不同的中微子口味，它们的相对光度和总的超新星结合能），我们定量研究如何有可能约束这些参数。液态氩TPC的一个特征是可接近四个独立的检测通道（（1）电子的弹性散射，（2）带电中微子和（3）反中微子和（4）氩核上的中性电流），它们对电子中微子、反电子中微子和其他中微子味（μ子和τ（反）中微子）具有不同的灵敏度。这允许过度约束五颗超新星和味道混合参数，并在一定程度上从超新星物理学中解开中微子。
2004-04-19 hep-ph
Cumulative Non-Decoupling Effects of Kaluza-Klein Neutrinos in Electroweak Processes
在卡鲁扎-克莱因的低尺度量子引力理论中，引力子和等单线态中微子可以在具有大的紧凑维度的高维空间中传播，而标准模型的所有粒子都被限制在（1+3）维的子空间中。在额外维度的紧化之后，卡鲁扎-克莱因中微子与轻子二重态的汤川耦合自然会被更高维的体积因子所抑制，这与唯象观测一致。我们表明，一个回路的影响引起的卡鲁扎-克莱因中微子，虽然很小的单独，累计作用在电弱过程中，引起的非去耦行为的大值的高维汤川耦合。由于Kaluza-Klein中微子的非退耦效应，我们可以推导出对理论参数的更强的约束，这些约束源于对涉及W和Z玻色子以及e，$μ$和$τ$轻子的味道破坏和普适性破坏现象的未观测。
2000-04-19 astro-ph hep-ex hep-ph
Do Neutrinos Become Flavor Unstable Due to Collisions with Matter in the Supernova Decoupling Region?
本文基于18.6 M⊙超新星模型求解中微子动力学方程，发现解耦区域内快、慢不稳定性主导，碰撞并非味转换触发因。
2024-04-15 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Neutrino Decoupling and its Observable Imprints: Insights from Entropic-Dual Transport
本研究利用矩方法、相对熵和微分可见度技术分析宇宙中微子背景（CνB）能谱，证明标准模型中每物种仅需三个参数即可准确描述其演化，并展示如何用原初轻元素丰度约束BSM物理对CνB的影响。
2024-09-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Decoupling Neutrino Magnetic Moment from Mass with $SU(2)_L$ Invariance
本文提出一种利用 $SU(2)_L$ 不变性自然解耦中微子磁矩与质量的新机制，通过特定表示确保有效偶极算符生成而质量图消失，并提供了产生可观测磁矩的显式 UV 完备模型。
2025-06-27 hep-ph
Standard Model Neutrinos as Warm Dark Matter
标准模型中微子通常不被认为是暗物质的候选者，因为在早期宇宙中对它们退耦的通常处理意味着它们的质量必须足够小，才能使它们成为“热”的暗物质。在本文中，我们表明，在低再热模型的标准模型中微子去耦可能会导致中微子密度比通常假设的小得多，因此，它们的质量可能是在keV范围内。因此，标准模型中微子可能是暖暗物质的候选者。
2000-12-22 hep-ph
Unobserving the Moon: the spurious possibility of orbital decoupling due to solar neutrino Arago spot
本文研究日食期间太阳中微子经月球衍射形成的阿拉戈斑，分析其用于高精度测月及对月球轨道的影响，结论是月球不会因此面临轨道退耦风险。
2024-03-29 astro-ph.EP hep-ph physics.pop-ph
MeV-scale Seesaw and Leptogenesis
我们研究了具有三个右手中微子且Majorana质量低于π介子质量的I型跷跷板模型。在这个质量范围内，模型参数空间不仅受到解释轻中微子质量的要求的强烈约束，而且还受到实验研究和宇宙学考虑的约束。在现有的文献中，已经确定了潜在可行参数空间的三个不相交区域。在其中一个星系中，所有的重中微子都在大爆炸核合成前不久衰变。在其他两个区域，其中一个重中微子要么在BBN和CMB退耦之间衰变，要么是准稳定的。我们表明，以前未考虑的限制，从光致衰变的核几乎排除了所有相关的衰变之间发生的BBN和CMB去耦。非常值得注意的是，如果所有的重中微子都在BBN之前衰变，宇宙的重子不对称性可以用低尺度的轻子生成来解释，也就是说，除了避免实验和宇宙学约束所需的调整之外，不需要进一步的调整。这激发了在π衰变实验中寻找重中微子的动机。
2021-04-13 astro-ph.CO hep-ph
Directly Probing Neutrino Interactions through CMB Phase Shift Measurements
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Notre Dame（圣母大学）
研究通过CMB各向异性中的声学振荡相位移，探测中微子相互作用，发现相位移形式与自由流模型一致，仅幅度随相互作用强度变化，利用Planck等数据约束中微子脱耦红移。
2026-03-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Trading kinetic energy: How late kinetic decoupling of dark matter changes $N_{\textrm{eff}}$
暗物质粒子和相对论性物质（如光子或中微子）之间的弹性散射导致能量从后者转移，这是由于它们本质上不同的温度标度关系。在这项工作中，我们指出，这种能量从辐射浴虹吸表现为中微子的有效数量$N_{\rm eff}$的变化，并计算预期的位移$ΔN_{\rm eff}$为暗物质-光子和暗物质-中微子弹性散射的函数的暗物质质量$m_ψ$和散射截面$σ_{ψ-X}$。对于$(m_ψ,σ_{ψ-X})$ -参数区域已经探索了非线性探针，如莱曼- $α$森林通过碰撞和/或自由流动阻尼，我们发现的移位$|ΔN_{\rm eff}| \simeq O(10^{-2})$，这可能是在所提出的CMB-S4实验的范围内。然而，对于大多数尚未探索的参数空间，我们期望$|ΔN_{\rm eff}| \lesssim O(10^{-3})$。一个理想的21厘米断层摄影调查的黑暗时代只限于宇宙的变化是潜在的敏感$|ΔN_{\rm eff}| \simeq O(10^{-6})$，在这种情况下，暗物质质量高达$m_ψ \sim 10 \, \textrm{MeV}$可以通过其对$N_{\rm eff}$的影响进行探测。
2019-01-07 astro-ph.CO hep-ph
Bounds and detection of MeV-scale dark matter annihilation to neutrinos
本研究结合中微子退耦期间熵注入与退耦后非热能量释放，推导出对MeV尺度暗物质湮灭为中微子截面的强约束，并发现新数据使质量下限不确定，为未来探测器探测提供指引。
2025-08-05 hep-ex hep-ph
Neutrino Degeneracy and Decoupling: New Limits from Primordial Nucleosynthesis and the Cosmic Microwave Background
我们重新分析了宇宙学对存在净普适轻子不对称性和中微子简并性的限制。我们表明，中微子可以开始去耦在更高的温度比以前的估计，由于几个修正，减少中微子反应速率。因此，当粒子自由度改变时，这些退耦的中微子不会被加热。在$e^\pm$湮灭之后，残余中微子与光子温度的合成比率可以从标准非简并比率显著地减少超过两倍。这改变了膨胀率和随后的原始核合成，光子去耦和结构形成。特别是，我们分析物理上合理的轻子不对称模型与大$ν_μ$和$ν_τ$简并与一个温和的$ν_e$简并。我们表明，核合成本身允许非常大的中微子简并$0 \le \xinum$，$\xinut \le 40$，$0 \le \xinue \le 1.4$连同大重子密度$0.1 \le Ω_b \h502 \le 1$，只要一些原始锂的破坏已经发生。我们还表明，结构的形成和宇宙微波背景的功率谱允许的可能性$Ω= 1$，$Ω_Λ= 0.4$，宇宙模型，其中既有显着的轻子不对称性（$| \xinum | = | \xinut | \approx 11$）和一个相对较大的重子密度（$Ω_b \h502 \approx 0.2$）。我们的最佳拟合中微子简并，重子含量高的模型主要区别于微波背景功率谱中的第二个峰值的抑制。这与最近来自BOOMERANG和MAXIMA-1的高分辨率数据一致。
2001-02-22 astro-ph hep-ph nucl-th
The Universe at the MeV era: neutrino evolution and cosmological observables
早期宇宙中的中微子物理是我们理解宇宙学后期阶段的关键，例如原始核合成（BBN）或大尺度结构的形成。未来十年，我们将有新的实验结果来更精确地探索和约束宇宙学模型--这需要强有力的理论预测。这篇博士论文研究了宇宙大爆炸后第一秒内中微子的演化，更准确地说，是在宇宙温度为1兆电子伏的时候。这种演变是通过数值求解动力学方程，我们提出了一个新的推导。第一个应用是计算所谓的“标准”退耦，以计算量化原始相对论性物质能量密度的宇宙学参数$N_\mathrm{eff}$，精确到万分之几。这项研究强调了有效地描述风味振荡现象的可能性，利用所涉及的时间尺度的大分离。这样的近似，然后适应和验证的情况下，中微子和反中微子之间的非零不对称性。最后，我们半解析地研究了中微子不完全退耦对BBN的影响，以了解氦和氘的原始丰度如何受到这种物理学的影响。
2022-09-14 astro-ph.CO hep-ph
Impact of non-standard neutrino-electron interactions on Big Bang Nucleosynthesis
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-Universitat de València（粒子物理研究所，西班牙科学理事会-巴伦西亚大学）；University of Turin, Physics department and INFN, Sezione di Torino（都灵大学，物理系和意大利国家核物理研究所，都灵分部）；Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli studi di Napoli “Federico II”（费迪南德二世那不勒斯大学，“埃托雷·潘奇尼”物理学系）；INFN - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）
本文研究非标准中微子-电子相互作用对大爆炸核合成的影响，比较了BBN与实验对NSI参数的限制，发现两者互补且可测试不同温度下的中微子物理。
2026-10-22 astro-ph.CO hep-ph
A Supersymmetric Contribution to the Neutrino Mass Matrix and Breaking of mu-tau Symmetry
反常介导破缺的超对称性受到快子质量的影响。这个问题的一个可能的解决方案是“解耦”，即，前两代超费米子比第三代重得多。我们注意到，在这种情况下，一个相当大的环引起的贡献中微子质量矩阵的结果。作为该方案的一个应用，我们利用了这样一个事实，即退耦显然不服从2-3代交换对称性。在中微子扇区中，这种2-3对称性（或μ-τ对称性）是产生零theta_{13}和最大theta_{23}的有用的反对称性。从这些值的诱导偏差给出了一些例子，从而链接超对称性破缺的中微子部门的小参数（包括可能的太阳质量分裂）。
2006-03-24 hep-ph
