Planck 卫星之后轻子不对称性的宇宙学证据

近期，Planck 卫星发现了更大且更精确的物质能量密度值，这影响了其他宇宙学参数的当前值，如哈勃常数、当前星系团丰度和宇宙年龄。在基础 LambdaCDM 模型框架下，Planck 对这些参数的测定与直接测量之间存在的张力引发了热烈的讨论和多种解释。在本文中，我们通过探索包含轻子不对称性的基础 LambdaCDM 模型的几种扩展来量化这种张力。我们利用最新的宇宙学测量数据设定了宇宙辐射含量和中微子性质的界限，同时也对原初氦丰度施加了自洽的大爆炸核合成 (BBN) 约束。对于所有宇宙学不对称模型，我们发现宇宙学数据倾向于更小的活动中微子和惰性中微子质量值。这增加了宇宙学数据与短基线中微子振荡数据之间的张力，后者倾向于质量约为 1 eV 的惰性中微子。对于简并大质量中微子的情况，我们发现对于所有轻子不对称模型，与哈勃常数、当前星系团丰度和宇宙年龄的直接测定值的差异在约 1.3 sigma 水平上得到缓解。我们还发现了约 2 sigma 的统计证据，表明宇宙学数据倾向于正常中微子质量层级。对于涉及轻子不对称性和三种大质量中微子种类的宇宙学模型，这一倾向更为明显。我们得出结论，当前的宇宙学数据倾向于基础 LambdaCDM 模型的轻子不对称性扩展和正常中微子质量层级，而非具有额外惰性中微子种类和/或倒置中微子质量层级的模型。