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附录:绝对中微子质量及其排序的全局约束

高能物理 - 唯象学 2020-07-01 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 实验 核实验

摘要

我们重访先前的工作[Phys. Rev. D 95, 096014 (2017)],其中在标准三中微子家族框架下分析了中微子振荡与非振荡数据,以约束其绝对质量并探测其排序(正常序NO或倒序IO)。我们纳入更新的振荡结果,讨论两个质量平方差δm2\delta m^2Δm2\Delta m^2、三个混合角θ12\theta_{12}θ23\theta_{23}θ13\theta_{13}的最佳拟合与允许范围,以及对CP破坏相δ\delta的约束,加上支持NO相对于IO的显著性指示达Δχ2=10.0\Delta\chi^2=10.0水平。我们随后考虑来自β衰变、无中微子双β衰变(若中微子为马约拉纳粒子)的非振荡数据,以及导致被称为默认、激进和保守结果的各种宇宙学输入变体(数据或模型中)。在默认选项中,我们从非振荡数据获得支持NO的额外贡献Δχ2=2.2\Delta\chi^2 = 2.2,以及中微子质量和Σ<0.15\Sigma < 0.15 eV的2σ2\sigma上限;这两个结果——由宇宙学主导——可分别通过更激进或更保守的选项而加强或削弱。考虑到这些变异,我们发现所有(振荡与非振荡)中微子数据的组合以3.23.7σ3.2-3.7\sigma水平支持NO,且Σ\Sigma2σ2\sigma水平被约束于Σ<0.120.69\Sigma < 0.12-0.69 eV。该允许范围的上边界对应于有效β\beta衰变中微子质量mβ=Σ/3=0.23m_\beta = \Sigma/3 = 0.23 eV,处于KATRIN实验的灵敏度前沿。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.08511,
  title  = {Addendum to: Global constraints on absolute neutrino masses and their ordering},
  author = {Francesco Capozzi and Eleonora Di Valentino and Eligio Lisi and Antonio Marrone and Alessandro Melchiorri and Antonio Palazzo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.08511},
  year   = {2020}
}

备注

10 pages, including 3 tables and 5 figures. Text clarified, references added, results unchanged. To appear in PRD