对太阳中微子反常现象的挑战

我们从理论角度提出一个可能的方案，以解决太阳中微子为何看似与反应堆反中微子混合不同的张力。为此，基于一个添加了轻 sterile 中微子的扩展理论，我们推导了诞生时单一味中微子转变为不同味的通用跃迁概率。该扩展理论中增加了三个新的质量平方差：两个优化于天文尺度基线（ABL）振荡实验的 $\Delta m^2_{\rm ABL}\lesssim{\cal O}(10^{-11})\,{\rm eV}^2$，以及一个优化于反应堆短基线（SBL）振荡实验的 $\Delta m^2_{\rm SBL}\sim{\cal O}(1)\,{\rm eV}^2$。借助所谓的复合物质效应——其通过包含 Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein 物质效应在内的正弦振荡效应引起中微子味改变——我们发现，由反应堆反中微子实验测得的 $\Delta m^2$ 值可与 $^8$B 太阳中微子实验的结果相拟合，大致对应 $\Delta m^2_1\lesssim10^{-13}\,{\rm eV}^2$ 与 $\Delta m^2_2\simeq{\cal O}(10^{-11})\,{\rm eV}^2$。尽管如此，我们发现当前数据（仅太阳中微子）尚不够精确以检验所提情景。未来对 $^8$B 与 $pep$ 太阳中微子的精确测量或可确认并/或改进 $\Delta{m}^2_2$ 的值。