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标准模型中 NLO 下的 Neff 为 3.043

高能物理 - 唯象学 2023-12-21 v3 宇宙学与河外天体物理

摘要

相对论性中微子有效种类数是早期宇宙的基本探针,其测量是对粒子物理标准模型之外许多图景的关键约束。有鉴于此,标准模型中 NeffN_{\rm eff} 的精确预言至关重要。本工作中,我们考虑精确计算 NeffSMN_{\rm eff}^{\rm SM} 所需的最后一个要素:中微子脱耦期间在 TMeVT\sim {\rm MeV} 温度附近 e+eννˉe^+e^- \leftrightarrow \nu\bar{\nu} 相互作用率的标准零温与有限温度 QED 修正。我们发现该效应导致 NeffSMN_{\rm eff}^{\rm SM} 减小 0.0007-0.0007。这一对相互作用率的 NLO QED 修正,连同对等离子体电磁密度的有限温度 QED 修正,以及中微子振荡效应,意味着 NeffSM=3.043N_{\rm eff}^{\rm SM} = 3.043,其理论不确定度远小于任何预期的观测灵敏度。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.05460,
  title  = {Neff in the Standard Model at NLO is 3.043},
  author = {Mattia Cielo and Miguel Escudero and Gianpiero Mangano and Ofelia Pisanti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.05460},
  year   = {2023}
}

备注

4 pages, 2 figures. v2: Added a paragraph discussing electroweak corrections and other processes at O(alpha). v3: matches published version. References added, typos fixed