利用中微子质量和简并度重新拟合宇宙学数据
高能物理 - 唯象学
2025-09-03 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
对标准Λ冷暗物质（ΛCDM）模型的一个简单而自然的扩展是允许遗迹中微子具有有限的化学势。我们将此ΛCDMξ模型（一个将中微子质量M_ν和简并度ξ_3作为附加参数的ΛCDM模型）与各种宇宙学数据集进行比对。我们发现，H_0和S_8张力仅在包含宇宙微波背景（CMB）极化数据时才变得显著。具体而言，当不包含CMB极化数据时，全局和局部测量在H_0和S_8张力上分别一致到0.8σ和1.6σ以内。因此，H_0和S_8张力存在于同为全局测量的CMB温度和各向异性数据之间。将ΛCDMξ模型拟合到CMB温度数据，我们发现了非零中微子质量（M_ν=0.57^{+0.17}_{-0.13} eV）和简并度（ξ_3=1.13^{+0.41}_{-0.19}）的3σ证据，且O(1)量级的中微子简并参数与大爆炸核合成数据兼容。标量指数n_s略大于1，这与某些混合暴胀模型兼容。此外，最近的DESI重子声学振荡数据相比Planck ΛCDM模型更偏好ΛCDMξ模型。当加入额外的超新星数据时，得到了类似的结果，而加入阿塔卡马宇宙学望远镜的τ先验则使偏好的M_ν和ξ_3值移向更接近零，并使n_s回到包含极化数据时所偏好的值。
引用
@article{arxiv.2403.11499,
title = {Refitting cosmological data with neutrino mass and degeneracy},
author = {Shek Yeung and Wangzheng Zhang and Ming-chung Chu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.11499},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 4 main + 2 appendix figures, accepted for publication in ApJL