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中微子磁矩的强宇宙学约束

高能物理 - 唯象学 2024-07-12 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

中微子具有可观的磁矩将是奇异物理的证据。在早期宇宙中,具有磁矩的左手中微子会与原初等离子体中的电磁场相互作用,翻转其螺旋性并产生右手中微子(RH)群体。在这项工作中,我们给出了多组分原初等离子体中右手中微子产生率的新计算,并量化了它们在早期对相对论性物种总能量密度的贡献,强调了产生初始时间相关性的影响。我们发现当前宇宙学数据排除了磁矩 μ1.6×1011 μB\mu \gtrsim 1.6\times 10^{-11}~\mu_B 的值,而未来的宇宙学实验将能够探测右手中微子的非热产生,从而与恒星限制相竞争。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.10432,
  title  = {Strong cosmological constraints on the neutrino magnetic moment},
  author = {Pierluca Carenza and Giuseppe Lucente and Martina Gerbino and Maurizio Giannotti and Massimiliano Lattanzi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.10432},
  year   = {2024}
}

备注

10 pages, 5 figures. Matches the version published on PRD. Changes: We added a more detailed discussion on current constraints and future sensitivities. We added two appendices, giving details on the freeze-in regime and discussing the impact of the different cosmological analyses, respectively