惰性中微子：宇宙学与短基线实验的对比
宇宙学与河外天体物理
2015-06-15 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
宇宙学和短基线中微子振荡数据都暗示存在质量在1 eV范围内的轻惰性中微子。这里我们使用宇宙学和SBL数据对惰性中微子情景进行了详细分析。我们还考虑了额外中微子自由度在早期宇宙中未完全热化的可能性。即使仅分析宇宙学数据，我们也发现(3+1)和(3+2)情景中都存在大质量惰性中微子的偏好，并且加入SBL数据后，在(3+1)模型情况下证据正式达到3.3σ水平。有趣的是，宇宙学和SBL数据都指向大约1 eV的相同质量尺度。在(3+1)框架下，WMAP9+SPT给出的惰性质量本征态m_4 = (1.72 \pm 0.65) eV：通过加入来自SBL的后验先验，该结果得到加强，得到m_4 = (1.27 \pm 0.12) eV（当宇宙学分析中也考虑SDSS时，m_4 = (1.23 \pm 0.13) eV）。在(3+2)方案中，两个额外的、未完全热化的中微子与整套宇宙学和SBL数据兼容，导致质量值为m_4 = (0.95 \pm 0.30) eV和m_5 = (1.59 \pm 0.49) eV。包含Planck数据不会改变我们对质量尺度的考虑；关于额外中微子自由度，引入部分热化后，3+1模型仍然与最新数据一致。
引用
@article{arxiv.1302.6720,
title = {Sterile Neutrinos: Cosmology vs Short-BaseLine Experiments},
author = {Maria Archidiacono and Nicolao Fornengo and Carlo Giunti and Steen Hannestad and Alessandro Melchiorri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.6720},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 11 figures, inclusion of Planck data, accepted for publication on PRD