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3活跃+2躺置 neutrino情景下的 neutrino质量变量

高能物理 - 唯象学 2026-03-19 v1

摘要

三味 neutrino 挥荡框架成功解释了大多数实验结果,但在短程和长程实验中仍存异常,暗示存在额外的轻躺置状态。特别是,尺度为 eV 的躺置 neutrino 受 LSND 和 MiniBooNE 结果的动机,而亚 eV 躺置状态,其质量平方差异分别为 10210^{-2}10510^{-5}~eV2^2,被提议以解决 T2K--NOν\nuA 矛盾和太阳 neutrino 能谱中预期上升现象的缺失。此类躺置状态在标准模型规范下为singlet,仅通过其与活跃 neutrino 的混合方式相互作用。本文研究 3+2 情景,包含一个 eV 级躺置 neutrino 与一个亚 eV 状态,分析其对绝对质量相关可观测量的影响:由宇宙学约束的 neutrino 总质量 Σ\Sigma、由 beta 衰变测得的有效电 neutrino 质量 mβm_\beta,以及在 neutrinoless 双 beta 衰变中探测到的有效 Majorana 质量 mββm_{\beta\beta}。我们展示,两个躺置状态的存在显著改变了与三味和 3+13+1 框架相比的允许参数空间,一些质量排序方案已被当前宇宙学和实验限制排除。最后,我们评估了 KATRIN、Project~8 和 LEGEND-1000 等即将到来的灵敏度的影响,凸显亚 eV 躺置 neutrino 在探寻三味极小范式之外的物理中的互补作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.17689,
  title  = {Neutrino mass variables in 3 active and 2 sterile neutrino scenario},
  author = {Srubabati Goswami and Hemanth M. and Debashis Pachhar and N Rajeev},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.17689},
  year   = {2026}
}

备注

18 pages, 5 figures, 8 tables