利用弱引力透镜巡天测量轻质量引力微子质量

我们通过结合未来的宇宙学巡天和 collider 实验，探索了轻质量引力微子质量 $m_{3/2}$ 的发现潜力。前者探测轻质量引力微子在宇宙物质密度场中留下的印记，而后者则寻找超对称破缺机制的特征。轻质量引力微子的自由流效应抑制了星系及亚星系尺度上的密度涨落，而弱引力透镜可作为对此进行探测的有力工具。我们进行了结构形成的数值模拟以量化该效应。随后，我们运行了真实的引力透镜光线追踪模拟，以测量含轻质量引力微子模型中的宇宙剪切。通过 Fisher 分析，我们预测了未来宽视场巡天的可能探测范围：结合 Hyper Suprime Cam 巡天与 Planck 卫星获得的宇宙微波背景各向异性数据，轻质量引力微子质量的测定精度可达 $m_{3/2}=4\pm 1$ eV。未来大型综合巡天望远镜（Large Synoptic Survey Telescope）对应的测定精度为 $\delta m_{3/2}=0.6$ eV。在规范介导超对称破缺（GMSB）模型的最小框架下，大型强子对撞机（Large Hadron Collider）在 14 TeV 下的实验数据将在 $m_{3/2} \simeq 5$ eV 处提供约束。我们得出结论，结合宇宙学观测与 collider 实验，可以检验一大类 GMSB 模型。