三中微子范式尚未完成的图景
摘要
在当前的三中微子(3ν)范式中，味振荡探测三个混合角(theta_12、theta_23、theta_13)、一个CP相位δ，以及两个质量平方差 delta m^2>0 和 Delta m^2，其中 sign(Delta m^2)=+ (-) 对应正常(倒序)质量排序。中微子的绝对质量可由β衰变中的有效质量 m_beta、宇宙学中的总质量 Sigma，以及(若中微子为Majorana粒子)0ν2β衰变中的另一有效质量 m_{beta beta} 来探测。在更新的(非)振荡数据全局分析中，我们分别并在选定配对下约束这些3ν参数，并强调不同约束间的一致或不一致。五个振荡参数(delta m^2、Delta m^2、theta_12、theta_23、theta_13)被一致测得，总体精度从 Delta m^2 的约1%到 sin^2(theta_23) 的约6%(因其象限模糊)。我们发现总体倾向于正常排序(2.5σ)、theta_23<pi/4 以及 sin(delta)<0(均达90%置信水平)，并讨论数据集间的一些张力。关于非振荡数据，我们纳入了KATRIN近期对 m_beta 的约束，并组合了最新的 76-Ge、130-Te 与 136-Xe 对 m_{beta beta} 的界限，考虑了核矩阵元(NME)协方差。我们还讨论与CMB各向异性和透镜数据相关的一些变体，它们可能影响宇宙学对 Sigma 的约束以及对 sign(Delta m^2) 的暗示。默认选项包含全部Planck结果(不论透镜异常)，将 Sigma 的上限设定在约10^-1 eV水平，并进一步以约3σ支持正常排序。另一替代选项纳入近期ACT结果及其他独立结果(来自WMAP与选定Planck数据)，这些结果在全局上与标准透镜一致，对排序不敏感但偏好 Sigma ~(几)×10^-1 eV，对 m_beta 与 m_{beta beta} 搜寻有不同含义。(节略)
引用
@article{arxiv.2107.00532,
title = {The unfinished fabric of the three neutrino paradigm},
author = {Francesco Capozzi and Eleonora Di Valentino and Eligio Lisi and Antonio Marrone and Alessandro Melchiorri and Antonio Palazzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00532},
year = {2021}
}
备注
22 pages, including 16 figures. Revised text with minor additions and corrections; results unchanged. To appear in PRD