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动态中微子质量排序及其在弥散超新星中微子背景上的印记

高能物理 - 唯象学 2026-05-27 v2

摘要

中微子质量可能在宇宙演化的整个历史中经历了动态演化,从而可能导致如今观测到的质量谱与正常排序或倒序不同。虽然宇宙学测量限制了中微子的总能量密度,但除非未来的巡天在探测各质量本征态对大尺度结构的独特印记时达到极高的精度,否则它们对动态变化的质量排序并不直接敏感。在本研究中,我们探讨了动态中微子质量谱对弥散超新星中微子背景 (DSNB) 的影响,该背景由宇宙历史中所有超新星爆发产生的中微子组成,目前正处于实验探测的边缘。中微子质量随红移的动态演化改变了中微子在超新星内部的传播。由于中微子振荡对质量谱高度敏感,我们表明电子中微子的存活概率带有演化中微子质量谱的独特特征。我们的结果表明,动态中微子质量谱可以以能量依赖的方式改变 DSNB 通量。然而,我们发现当前 DSNB 建模中谱形不确定性的水平使得直接探测超出了当前和近期未来实验的探测范围。尽管如此,我们的研究强调,一旦天体物理系统误差得到控制,DSNB 可作为探测随红移变化的中微子特性的探针。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.16412,
  title  = {Dynamic Neutrino Mass Ordering and Its Imprint on the Diffuse Supernova Neutrino Background},
  author = {Yuber F. Perez-Gonzalez and Manibrata Sen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16412},
  year   = {2026}
}

备注

10 pages, 4 figures. Accepted for publication in EPJC