Suppr超能文献

宇宙学与 sterile 中微子相容吗?

Is cosmology compatible with sterile neutrinos?

作者信息

Dodelson Scott, Melchiorri Alessandro, Slosar Anze

机构信息

Particle Astrophysics Center, FERMILAB, Batavia, Illinois 60510-0500, USA.

出版信息

Phys Rev Lett. 2006 Jul 28;97(4):041301. doi: 10.1103/PhysRevLett.97.041301. Epub 2006 Jul 24.

Abstract

By combining data from cosmic microwave background experiments (including the recent WMAP third year results), large scale structure, and Lyman-alpha forest observations, we constrain the hypothesis of a fourth, sterile, massive neutrino. For the 3 massless+1 massive neutrino case, we bound the mass of the sterile neutrino to ms<0.26 eV (0.44 eV) at 95% (99.9%) C.L., which excludes at high significance the sterile neutrino hypothesis as an explanation of the LSND anomaly. We generalize the analysis to account for active neutrino masses and the possibility that the sterile abundance is not thermal. In the latter case, the contraints in the plane are nontrivial. For a mass of >1 or <0.05 eV, the cosmological energy density in sterile neutrinos is always constrained to be omeganu<0.003 at 95% C.L., but for a mass of approximately 0.25 eV, omeganu can be as large as 0.01.

摘要

通过结合宇宙微波背景实验(包括近期威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)三年期结果)、大尺度结构以及莱曼α森林观测的数据,我们对存在第四种、无菌的、有质量中微子的假设进行了限制。对于3种无质量 + 1种有质量中微子的情况,我们在95%(99.9%)的置信水平下将无菌中微子的质量限制为(m_s < 0.26)电子伏特((0.44)电子伏特),这在很大程度上排除了无菌中微子假设作为对洛斯阿拉莫斯国家实验室(LSND)反常现象的一种解释。我们将分析进行推广,以考虑有源中微子质量以及无菌中微子丰度非热平衡的可能性。在后一种情况下,平面内的限制并非平凡的。对于质量大于1电子伏特或小于(0.05)电子伏特的情况,在95%的置信水平下,无菌中微子的宇宙学能量密度总是被限制为(\Omega_{\nu} < 0.003),但对于质量约为(0.25)电子伏特的情况,(\Omega_{\nu})可以高达(0.01)。

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