宇宙微波背景对惰性中微子之间秘密相互作用的约束

eV 惰性中微子之间的秘密接触相互作用由大质量规范玻色子 $X$（满足 $M_X \ll M_W$）媒介，并以规范耦合 $g_X$ 为特征，已被提出作为调和宇宙学观测与短基线实验室异常的一种手段。我们利用最新的 Planck 宇宙微波背景各向异性数据以及重子声学振荡（BAO）测量结果对该场景进行约束。我们一致地将秘密相互作用对宇宙学微扰的影响纳入考量，即中微子流体中密度和压强涨落的增加，但仍然发现秘密相互作用框架与宇宙学之间存在严重的张力。事实上，考虑到通过秘密相互作用进行的中微子散射，我们推导了自己的惰性中微子质量界限，发现（在 95% CL 下）仅使用 Planck 或结合 BAO 时分别为 $m_s < 0.82$ eV 或 $m_s < 0.29$ eV。这些限制证实了与实验室异常的差异。此外，在接触相互作用极限下，我们将有效强度 $G_X$ 约束为：来自 Planck（或 Planck+BAO）的 $< 2.8 (2.0) \times 10^{10}\,G_F$。该结果与质量界限一起，强烈排除了 $M_X \sim 0.1$ MeV 且耦合相对较大 $g_X\sim 10^{-1}$ 的区域，该区域此前曾被指出是暗物质小尺度问题的一种可能解决方案。