中微子俘获实验的最佳情形

对宇宙背景中微子的直接发现将为热大爆炸宇宙学所预言的遗迹剩余辐射的搜寻画上句号。近期，KATRIN实验针对局域遗迹中微子过密度相对于宇宙学预言平均值给出了限制$\eta \lesssim 10^{11}$ [Phys. Rev. Lett. 129, 011806 (2022)]。本工作中，我们首先考察此类$\eta$值在多大程度上是可设想的。我们表明，即便在随意的假设下，源于宇宙学的$\eta \gtrsim 10^4$似乎也难以达到（除非在新力作用下形成束缚天体的 caveat），但发现假想的局域低能中微子源可实现$\eta \sim 10^{11}$。其次，当考虑此类值时，我们指出KATRIN与其他中微子俘获实验中的实验信号会发生改变，这与迄今的假设相反。我们的结果是模型无关且最大包容的，因其仅假设泡利不相容原理。作为C$\nu$B探测征途中的间歇性物理目标，我们确定了对$\eta \sim 10^4$的实验灵敏度，对此存在可设想的源；为分辨该过密度下简并费米气体的效应，需要10 meV的能量分辨率。