活性与惰性中微子质量的共同辐射起源

由于反应堆中微子实验以及宇宙学提供的诱人线索，具有亚电子伏特 (eV) 质量的惰性中微子最近受到了严肃关注。虽然九年前的 Wilkinson 微波各向异性探测器实验表明相对论性自由度的有效数目为 $N_{\text{eff}} = 3.84 \pm 0.40$，但最近报告的 Planck 合作组结果更倾向于标准的三中微子情景，即 $N_{\text{eff}} = 3.30^{+0.54}_{-0.51}$。鉴于亚 eV 能标惰性中微子的存在与否问题尚未解决，我们在此概述了一种同时为三个活性中微子和一个惰性中微子产生亚 eV 能标质量的机制。该模型基于标准模型的阿贝尔扩展，其中费米子和标量场在额外的 $U(1)$ 规范群下带电，且以无反常的方式使得树图阶允许存在一个 eV 能标中微子和三个无质量中微子。然而，在单圈阶，该模型自然地允许存在三个活性中微子和一个具有亚 eV 能标质量的惰性中微子。该模型还允许在单圈阶发生活性与惰性中微子之间的混合，这可能在反应堆中微子实验中产生有趣的信号。