伪装的中微子：暗辐射冒充自互动中微子
高能物理 - 唯象学
2026-04-03 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
多个宇宙学观测暗示中微子存在超出标准模型的自互动作用，但此类相互作用面临大气实验的严格约束。我们通过引入一种模型来解决这一矛盾：在核子宇宙学（BBN）之后、弛豫宇宙微波背景（CMB）前，活性中微子发生共振转化为自互动暗辐射。这是一种利用宇宙学可观测量无法区分中微子与具有相同丰度和自由流动性质的暗辐射的机制。该机制基于一种简单的I型seesaw框架，辅以keV尺度标量介子，旨在实现两个目标：（i）产生强自互动暗辐射，以模仿宇宙学数据中受欢迎的中微子自互动作用；（ii）耗尽活性中微子能量密度，放宽宇宙学中微子质量限制，缓解与中微子振荡数据之间的紧张关系。该模型通过活性中微子与中微子介子耦合被主动中微子和躺平中微子质量比平方所抑制，自然规避实验室约束。我们展示，该情景在联合Planck和DESI数据下优于ΛCDM模型，同时与所有其他约束一致。该机制可在未来的实验探测中微子绝对质量以及寻找躺平中微子中得到测试。
引用
@article{arxiv.2506.08085,
title = {Impostor Among $\nu$s: Dark Radiation Masquerading as Self-Interacting Neutrinos},
author = {Anirban Das and P. S. Bhupal Dev and Christina Gao and Subhajit Ghosh and Taegyun Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08085},
year = {2026}
}
备注
9+15 pages, 3+8 captioned figures and 1+4 tables. Includes extended discussion and additional figures. Published version