Стерильное нейтрино

Гипотетическая частица, взаимодействующая только посредством гравитации

Стерильные нейтрино (или инертные нейтрино ) — это гипотетические частицы (нейтральные лептоны — нейтрино ), которые взаимодействуют только посредством гравитации , а не посредством каких-либо других фундаментальных взаимодействий Стандартной модели . ^[1] Термин стерильное нейтрино используется для того, чтобы отличить их от известных обычных активных нейтрино в Стандартной модели , которые несут изоспиновый заряд ⁠±+1/ 2 ⁠ и участвуют в слабом взаимодействии . Этот термин обычно относится к нейтрино с правосторонней хиральностью (см. правостороннее нейтрино ), которые могут быть вставлены в Стандартную модель. Частицы, обладающие квантовыми числами стерильных нейтрино и массами, достаточно большими, чтобы не мешать текущей теории нуклеосинтеза Большого взрыва , часто называются нейтральными тяжелыми лептонами (НЛ) или тяжелыми нейтральными лептонами (ННЛ). ^[2]

Существование правосторонних нейтрино теоретически хорошо обосновано, поскольку известные активные нейтрино являются левосторонними, а все другие известные фермионы наблюдались как с левой, так и с правой хиральностью . ^[3] Они также могли бы естественным образом объяснить малые массы активных нейтрино, выведенные из нейтринных осцилляций . ^[3] Масса самих правосторонних нейтрино неизвестна и может иметь любое значение между10 ¹⁵  ГэВ и менее 1 эВ. ^[4] Для соответствия теориям лептогенеза и темной материи должно быть не менее 3 разновидностей стерильных нейтрино (если они существуют). ^[5] Это контрастирует с числом активных типов нейтрино, необходимых для обеспечения отсутствия аномалий в электрослабом взаимодействии , которое должно быть ровно  3: число заряженных лептонов и поколений кварков .

Поиск стерильных нейтрино является активной областью физики элементарных частиц . Если они существуют и их масса меньше энергии частиц в эксперименте, их можно получить в лаборатории, либо путем смешивания активных и стерильных нейтрино, либо в столкновениях частиц высокой энергии. Если они тяжелее, единственным непосредственно наблюдаемым следствием их существования будут наблюдаемые массы активных нейтрино. Однако они могут быть ответственны за ряд необъяснимых явлений в физической космологии и астрофизике , включая темную материю , бариогенез или гипотетическое темное излучение . ^[4] В мае 2018 года физики эксперимента MiniBooNE сообщили о более сильном сигнале осцилляций нейтрино, чем ожидалось, что является возможным намеком на стерильные нейтрино. ^{[6] [7]} Однако результаты эксперимента MicroBooNE не показали никаких доказательств стерильных нейтрино в октябре 2021 года. ^[8]

Мотивация

Экспериментальные результаты показывают, что все произведенные и наблюдаемые нейтрино имеют левосторонние спиральности (спин антипараллелен импульсу ), а все антинейтрино имеют правосторонние спиральности в пределах погрешности. ^[3] В безмассовом пределе это означает, что для каждой частицы наблюдается только одна из двух возможных хиральностей . Это единственные спиральности (и хиральности), разрешенные в Стандартной модели взаимодействия частиц; частицы с противоположными спиральностями явно исключены из формул. ^[9]

Однако недавние эксперименты, такие как нейтринные осцилляции , показали, что нейтрино имеют ненулевую массу, что не предсказывается Стандартной моделью и предполагает новую, неизвестную физику. ^[10] Эта неожиданная масса объясняет нейтрино с правосторонней спиральностью и антинейтрино с левосторонней спиральностью: поскольку они не движутся со скоростью света, их спиральность не является релятивистски инвариантной (можно двигаться быстрее их и наблюдать противоположную спиральность). ^[11] Тем не менее, все нейтрино наблюдались с левосторонней хиральностью , а все антинейтрино — с правосторонней. (См. Хиральность (физика) § Хиральность и спиральность для получения информации о разнице.)

Хиральность является фундаментальным свойством частиц и является релятивистски инвариантной: она одинакова независимо от скорости и массы частицы в каждой инерциальной системе отсчета. ^[12] Однако частица с массой, которая изначально имеет левостороннюю хиральность, может развить правостороннюю компоненту по мере своего движения — если только она не безмассовая, хиральность не сохраняется при распространении свободной частицы в пространстве (номинально, посредством взаимодействия с полем Хиггса ).

Таким образом, вопрос остается: отличаются ли нейтрино и антинейтрино только своей хиральностью? Или экзотические правые нейтрино и левые антинейтрино существуют как отдельные частицы от обычных левых нейтрино и правых антинейтрино?

Характеристики

Такие частицы будут принадлежать к синглетному представлению относительно сильного взаимодействия и слабого взаимодействия , имея нулевой электрический заряд , нулевой слабый гиперзаряд , нулевой слабый изоспин и, как и в случае с другими лептонами , нулевой цветовой заряд , хотя они традиционно представляются имеющими квантовое число B − L, равное −1. ^[13] Если Стандартная модель встроена в гипотетическую теорию великого объединения SO(10) , им можно приписать заряд X, равный −5. Левостороннее антинейтрино имеет B − L, равный +1, и заряд X, равный +5.

Из-за отсутствия электрического заряда, гиперзаряда и цветового заряда стерильные нейтрино не будут взаимодействовать посредством электромагнитных , слабых или сильных взаимодействий, что делает их чрезвычайно трудными для обнаружения. Они имеют взаимодействия Юкавы с обычными лептонами и бозонами Хиггса , что через механизм Хиггса приводит к смешиванию с обычными нейтрино.

В экспериментах с энергиями, превышающими их массу, стерильные нейтрино будут участвовать во всех процессах, в которых участвуют обычные нейтрино, но с квантово-механической вероятностью, которая подавляется малым углом смешивания. Это делает возможным их получение в экспериментах, если они достаточно легки, чтобы быть в пределах досягаемости современных ускорителей частиц.

Они также будут взаимодействовать гравитационно из-за своей массы, и если они достаточно тяжелы, то могли бы объяснить холодную темную материю или теплую темную материю . В некоторых теориях великого объединения , таких как SO(10) , они также взаимодействуют посредством калибровочных взаимодействий , которые чрезвычайно подавлены при обычных энергиях, потому что их калибровочный бозон, полученный из SO(10) , чрезвычайно массивен. Они вообще не появляются в некоторых других GUT, таких как модель Джорджи–Глэшоу ( т. е . все ее заряды SU(5) или квантовые числа равны нулю).

Масса

Все частицы изначально безмассовы в Стандартной модели, поскольку в лагранжиане Стандартной модели нет членов массы Дирака . Единственные члены массы генерируются механизмом Хиггса , который создает ненулевые связи Юкавы между левыми компонентами фермионов, полем Хиггса и их правыми компонентами. Это происходит, когда дублетное поле Хиггса SU (2) приобретает свое ненулевое вакуумное ожидание, спонтанно нарушая свою симметрию SU(2) _L × U(1) и, таким образом, создавая ненулевые связи Юкавы: ${\displaystyle \phi }$ ${\displaystyle \nu }$

${\displaystyle {\mathcal {L}}(\psi )={\bar {\psi }}(i\partial \!\!\!/)\psi -G{\bar {\psi }}_{L}\phi \psi _{R}}$

Так обстоит дело с заряженными лептонами, такими как электрон, но в Стандартной модели правосторонние нейтрино не существуют. Поэтому при отсутствии стерильных правосторонних киральных нейтрино, которые бы образовывали пары с левосторонними киральными нейтрино, даже при наличии связи Юкавы активные нейтрино остаются безмассовыми. Другими словами, в Стандартной модели нет терминов, генерирующих массу для нейтрино: для каждого поколения модель содержит только левосторонние нейтрино и его античастицу, правосторонние антинейтрино, каждое из которых производится в слабых собственных состояниях во время слабых взаимодействий; «стерильные» нейтрино опускаются. ( Подробное объяснение см. в разделе массы нейтрино в Стандартной модели .)

В механизме качелей модель расширяется, чтобы включить недостающие правые нейтрино и левые антинейтрино; затем выдвигается гипотеза, что один из собственных векторов матрицы масс нейтрино значительно тяжелее другого.

Стерильное (правохиральное) нейтрино будет иметь тот же слабый гиперзаряд , слабый изоспин и электрический заряд, что и его античастица, поскольку все они равны нулю и, следовательно, не подвержены изменению знака . ^[a]

Термины Дирака и Майораны

Стерильные нейтрино позволяют ввести член массы Дирака , как обычно. Это может дать наблюдаемую массу нейтрино, но требует, чтобы сила связи Юкавы была намного слабее для электронного нейтрино, чем для электронного, без объяснения. Похожие проблемы (хотя и менее серьезные) наблюдаются в секторе кварков, где верхняя и нижняя массы различаются в 40 раз.

В отличие от левостороннего нейтрино, к стерильному нейтрино можно добавить массовый член Майораны , не нарушая локальных симметрий (слабый изоспин и слабый гиперзаряд), поскольку у него нет слабого заряда. Однако это все равно нарушит полное лептонное число .

Можно включить как члены Дирака, так и члены Майораны; это делается в механизме качелей (ниже). В дополнение к удовлетворению уравнения Майораны , если бы нейтрино также было своей собственной античастицей , то оно было бы первым фермионом Майораны . В этом случае оно могло бы аннигилировать с другим нейтрино, допуская безнейтринный двойной бета-распад . ^[14] Другой случай заключается в том, что это фермион Дирака , который не является своей собственной античастицей.

Чтобы выразить это математически, мы должны использовать свойства преобразования частиц. Для свободных полей майорановское поле определяется как собственное состояние сопряжения зарядов. Однако нейтрино взаимодействуют только посредством слабых взаимодействий, которые не являются инвариантными относительно сопряжения зарядов ( C), поэтому взаимодействующее майорановское нейтрино не может быть собственным состоянием C. Обобщенное определение таково: « майорановское нейтринное поле является собственным состоянием CP-преобразования». Следовательно, майорановские и дираковские нейтрино будут вести себя по-разному при CP-преобразованиях (на самом деле преобразованиях Лоренца и CPT ). Кроме того, массивное дираковское нейтрино будет иметь ненулевые магнитные и электрические дипольные моменты , тогда как майорановское нейтрино — нет. Однако майорановские и дираковские нейтрино отличаются только в том случае, если их масса покоя не равна нулю. Для дираковских нейтрино дипольные моменты пропорциональны массе и исчезнут для безмассовой частицы. Однако в массовый лагранжиан можно вставить как массовые члены Майораны, так и Дирака .

Качельный механизм

В дополнение к левостороннему нейтрино, которое связывается со своим семейством заряженных лептонов в слабых заряженных токах, если есть также правостороннее стерильное нейтрино-партнер (слабый изосинглет с нулевым зарядом), то можно добавить массовый член Майораны без нарушения электрослабой симметрии. ^[15]

И левосторонние, и правосторонние нейтрино могли бы тогда иметь массу и левосторонность, которые больше не сохраняются точно (таким образом, «левостороннее нейтрино» означало бы, что состояние в основном левостороннее, а «правостороннее нейтрино» означало бы, что состояние в основном правостороннее). Чтобы получить собственные состояния массы нейтрино, мы должны диагонализовать общую матрицу масс ${\displaystyle \ M_{\nu }:}$

${\displaystyle M_{\nu }\approx {\begin{pmatrix}0&m_{\text{D}}\\m_{\text{D}}&M_{\text{NHL}}\end{pmatrix}}}$

где — масса нейтрального тяжелого лептона, которая велика, и — промежуточные по размеру массовые члены, которые связывают массы стерильных и активных нейтрино. Матрица номинально присваивает активным нейтрино нулевую массу, но члены обеспечивают путь для некоторой небольшой части огромной массы стерильных нейтрино, чтобы «просочиться» в активные нейтрино. ${\displaystyle \ M_{\text{NHL}}\ ,}$ ${\displaystyle \ m_{\text{D}}\ }$ ${\displaystyle \ m_{\text{D}}\ }$ ${\displaystyle \ M_{\text{NHL}}\ ,}$

Помимо эмпирических данных, существует также теоретическое обоснование механизма качелей в различных расширениях Стандартной модели. Как теории великого объединения (GUT), так и лево-правосимметричные модели предсказывают следующее соотношение:

${\displaystyle m_{\nu }\ll m_{\text{D}}\ll M_{\text{NHL}}\ .}$

Согласно теориям великого объединения и лево-правым моделям, правое нейтрино чрезвычайно тяжелое: в то время как меньшее собственное значение приблизительно определяется выражением ${\textstyle M_{\text{NHL}}\sim 10^{5}\ldots 10^{12}{\text{ GeV }},}$

${\displaystyle m_{\nu }\approx {\frac {m_{\text{D}}^{2}}{M_{\text{NHL}}}}\ .}$^[16]

Это механизм качелей : по мере того, как стерильное правостороннее нейтрино становится тяжелее, нормальное левостороннее нейтрино становится легче. Левостороннее нейтрино представляет собой смесь двух майорановских нейтрино, и этот процесс смешивания является тем, как генерируется масса стерильного нейтрино.

Стерильные нейтрино как темная материя

Чтобы частица считалась кандидатом на темную материю, она должна иметь ненулевую массу и не иметь электромагнитного заряда. ^[17] Естественно, нейтрино и нейтриноподобные частицы представляют интерес для поиска темной материи, поскольку обладают обоими этими свойствами. Наблюдения показывают, что холодной темной материи (нерелятивистской) больше, чем горячей темной материи (релятивистской). Активные нейтрино Стандартной модели, имеющие очень малую массу (и, следовательно, очень высокие скорости), вряд ли могут объяснить всю темную материю. ^[18]

Поскольку границы массы стерильных нейтрино неизвестны, возможность того, что стерильное нейтрино является темной материей, пока не исключена, как это было сделано для активных нейтрино. Если темная материя состоит из стерильных нейтрино, то к их свойствам можно применить определенные ограничения. Во-первых, для того, чтобы создать структуру Вселенной, наблюдаемую сегодня, масса стерильного нейтрино должна быть в масштабе кэВ , исходя из пространства параметров оставшихся суперсимметричных моделей , которые еще не были исключены экспериментом. ^[19] Во-вторых, хотя не требуется, чтобы темная материя была стабильной, время жизни частиц должно быть больше текущего возраста Вселенной. Это накладывает верхнюю границу на силу смешивания между стерильными и активными нейтрино в механизме качелей. ^[20] Из того, что известно об этой частице на данный момент, стерильное нейтрино является перспективным кандидатом на роль темной материи, но, как и в случае с любой другой предполагаемой частицей темной материи, ее существование еще не подтверждено.

Попытки обнаружения

Производство и распад стерильных нейтрино может происходить посредством смешивания с виртуальными («внемассовыми») нейтрино. Было проведено несколько экспериментов для обнаружения или наблюдения НХЛ, например эксперимент NuTeV (E815) в Фермилабе или LEP-L3 в ЦЕРНе. Все они привели к установлению пределов наблюдения, а не к фактическому наблюдению этих частиц. Если они действительно являются составной частью темной материи, то для наблюдения за излучением, испускаемым при их распаде, понадобятся чувствительные рентгеновские детекторы. ^[21]

Детектор MiniBooNE (показан внутренний вид) в Фермилабе был создан для измерения колебаний нейтрино.

Стерильные нейтрино могут смешиваться с обычными нейтрино через массу Дирака после нарушения электрослабой симметрии , по аналогии с кварками и заряженными лептонами. ^[22] Стерильные нейтрино и (в более сложных моделях) обычные нейтрино также могут иметь массы Майораны . В механизме качелей типа 1 как масса Дирака, так и масса Майораны используются для снижения масс обычных нейтрино и делают стерильные нейтрино намного тяжелее взаимодействующих нейтрино Стандартной модели. В моделях качелей масштаба GUT тяжелые нейтрино могут быть такими же тяжелыми, как масштаб GUT (≈10 ¹⁵  ГэВ ). ^[23] В других моделях, таких как модель νMSM, где их массы находятся в диапазоне от кэВ до ГэВ, они могут быть легче слабых калибровочных бозонов W и Z. [ ^24] Легкий (с массой≈1 эВ ) стерильное нейтрино было предложено в качестве возможного объяснения результатов эксперимента с детектором нейтрино Liquid Scintillator . 11 апреля 2007 года исследователи эксперимента MiniBooNE в Фермилабе объявили, что они не нашли никаких доказательств, подтверждающих существование такого стерильного нейтрино. ^[25] Более поздние результаты и анализ предоставили некоторую поддержку существованию стерильного нейтрино. ^[26]

Два отдельных детектора около ядерного реактора во Франции обнаружили отсутствие 3% антинейтрино. Они предположили существование четвертого нейтрино с массой 1,2 эВ. ^[27] Daya Bay также искали легкое стерильное нейтрино и исключили некоторые области массы. ^[28] Коллаборация Daya Bay измерила энергетический спектр антинейтрино и обнаружила, что антинейтрино с энергией около 5 МэВ избыточны по сравнению с теоретическими ожиданиями. Также было зафиксировано отсутствие 6% антинейтрино. ^[29] Это может означать либо то, что стерильные нейтрино существуют, либо то, что наше понимание какого-то другого аспекта нейтрино неполно.

Число нейтрино и массы частиц могут иметь масштабные эффекты, которые формируют внешний вид космического микроволнового фона . Например, общее число видов нейтрино влияет на скорость, с которой космос расширялся в его самые ранние эпохи: больше нейтрино означает более быстрое расширение. Публикация данных Planck Satellite 2013 совместима с существованием стерильного нейтрино. Предполагаемый диапазон масс составляет от 0 до 3 эВ. ^{[30] [ неудачная проверка – см. обсуждение ]} В 2016 году ученые из нейтринной обсерватории IceCube не нашли никаких доказательств существования стерильного нейтрино. ^[31] Однако в мае 2018 года физики эксперимента MiniBooNE сообщили о более сильном сигнале осцилляций нейтрино, чем ожидалось, что является возможным намеком на стерильные нейтрино. ^{[6] [7]} С тех пор, в октябре 2021 года, первые результаты эксперимента MicroBooNE не показали никаких намеков на стерильные нейтрино, вместо этого обнаружив, что результаты согласуются с тремя разновидностями нейтрино Стандартной модели. ^[32] Однако этот результат не нашел объяснения аномальным результатам MiniBooNE.

В июне 2022 года эксперимент BEST опубликовал две статьи, в которых наблюдался дефицит в 20–24% в производстве изотопа германия, ожидаемого в реакции ⁷¹ Ga + ν _e → e ⁻ + ⁷¹ Ge . Так называемая «аномалия Галлия» предполагает, что объяснение стерильными нейтрино может согласовываться с данными. ^{[33] [34] [35]}

В январе 2023 года эксперимент STEREO опубликовал свой окончательный результат, сообщив о наиболее точном измерении энергетического спектра антинейтрино, связанного с делением урана-235 . Данные согласуются со Стандартной моделью и отвергают гипотезу о легком стерильном нейтрино с массой около 1 эВ. ^[36]

В 2023 году результаты поисков CMS установят новые пределы для стерильных нейтрино с массами 2–3 ГэВ. ^[37]

Смотрите также

• Список гипотетических частиц
• MiniBooNE в Фермилабе
• Слабо взаимодействующая тонкая частица

Сноски

1. И как и все другие пары частица/античастица, стерильное правохиральное нейтрино и левохиральное антинейтрино также будут иметь одинаковую, ненулевую массу. Хиральность, лептонное число и аромат (если таковой имеется) являются единственными квантовыми числами, которые отличают стерильное нейтрино от стерильного антинейтрино. Для любой заряженной частицы, например электрона , это не так: ее античастица, позитрон , имеет противоположный электрический заряд, противоположный слабый изоспин и противоположную хиральность, среди других противоположных зарядов. Аналогично, верхний кварк имеет заряд ⁠++2/3⁠ и, например, цветовой заряд красного цвета, в то время как его античастица имеет электрический заряд ⁠−+2/3⁠ и в этом примере цветовой заряд анти-красного.

Ссылки

1. "Стерильные нейтрино". Все о нейтрино . Получено 29.04.2021 .
2. Zyla, PA; et al. (Particle Data Group) (2020). "Обзор физики элементарных частиц" (PDF) . Прогресс теоретической и экспериментальной физики: нейтральные тяжелые лептоны, поиски . 2020 (8): 083C01 [1168]. doi :10.1093/ptep/ptaa104.
3. Боярский, А.; Древес, М.; Лассер, Т.; Мертенс, С.; Ручайский, О. (январь 2019 г.). "Стерильная нейтринная темная материя". Progress in Particle and Nuclear Physics . 104 : 1–45. arXiv : 1807.07938 . Bibcode :2019PrPNP.104....1B. doi :10.1016/j.ppnp.2018.07.004. S2CID  116613775.
4. Drewes, Marco (2013). «Феноменология правосторонних нейтрино». International Journal of Modern Physics E. 22 ( 8): 1330019–1330593. arXiv : 1303.6912 . Bibcode : 2013IJMPE..2230019D. doi : 10.1142/S0218301313300191. S2CID  119161526.
5. Ибэ, Масахиро; Кусенко, Александр; Янагида, Цутому Т. (2016-07-10). «Почему три поколения?». Physics Letters B. 758 : 365–369. arXiv : 1602.03003 . Bibcode : 2016PhLB..758..365I. doi : 10.1016/j.physletb.2016.05.025 . ISSN  0370-2693.
6. Letzter, Rafi (1 июня 2018 г.). «Крупный физический эксперимент только что обнаружил частицу, которая не должна существовать». LiveScience . Получено 3 июня 2018 г.
7. Aguilar-Arevalo, AA; Brown, BC; Bugel, L.; Cheng, G.; Conrad, JM; Cooper, RL; et al. ( Сотрудничество MiniBooNE ) (2018). «Наблюдение значительного избытка электронно-подобных событий в эксперименте MiniBooNE с короткой базой нейтрино». Physical Review Letters . 121 (22): 221801. arXiv : 1805.12028 . Bibcode : 2018PhRvL.121v1801A. doi : 10.1103/PhysRevLett.121.221801. PMID  30547637. S2CID  53999758.
8. «Первые результаты эксперимента MicroBooNE не показывают никаких намёков на стерильное нейтрино». news.uchicago.edu (Пресс-релиз). Новости Чикагского университета . 27 октября 2021 г.
9. Фонсека, Ренато М. (август 2015 г.). «О хиральности СМ и фермионном содержании ТВО». Nuclear Physics B . 897 : 757–780. arXiv : 1504.03695 . Bibcode : 2015NuPhB.897..757F. doi : 10.1016/j.nuclphysb.2015.06.012 .
10. Фукуда, Ю.; Хаякава, Т.; Итихара, Э.; Иноуэ, К.; Исихара, К.; Исино, Х.; Итоу, Ю.; Каджита, Т.; Камеда, Дж.; Касуга, С.; Кобаяши, К. (24 августа 1998 г.). «Доказательства колебаний атмосферных нейтрино». Письма о физических отзывах . 81 (8): 1562–1567. arXiv : hep-ex/9807003 . Бибкод : 1998PhRvL..81.1562F. дои : 10.1103/PhysRevLett.81.1562 . ISSN  0031-9007.
11. Jentschura, UD; Wundt, BJ (2014-07-01). "Обращение спиральности нейтрино и фундаментальные симметрии". Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics . 41 (7): 075201. arXiv : 1206.6342 . Bibcode :2014JPhG...41g5201J. doi :10.1088/0954-3899/41/7/075201. ISSN  0954-3899. S2CID  119241784.
12. Чэнь, Цзин-Юань; Сон, Дам Т.; Стефанов, Михаил А.; Йи, Хо-Унг; Инь, И (2014-10-30). "Лоренц-инвариантность в киральной кинетической теории". Physical Review Letters . 113 (18): 182302. arXiv : 1404.5963 . Bibcode :2014PhRvL.113r2302C. doi : 10.1103/PhysRevLett.113.182302 . ISSN  0031-9007. PMID  25396362.
13. Das, Arindam; Dev, PS Bhupal; Okada, Nobuchika (2019-12-10). "Долгоживущее правостороннее нейтрино в масштабе ТэВ на LHC в калиброванной модели U(1)X". Physics Letters B . 799 : 135052. arXiv : 1906.04132 . Bibcode : 2019PhLB..79935052D. doi : 10.1016/j.physletb.2019.135052 . ISSN  0370-2693.
14. Родеджоханн, Вернер (сентябрь 2011 г.). «Безнейтринный двойной бета-распад и физика частиц». International Journal of Modern Physics E . 20 (9): 1833–1930. arXiv : 1106.1334 . Bibcode :2011IJMPE..20.1833R. doi :10.1142/S0218301311020186. ISSN  0218-3013. S2CID  119102859.
15. Mohapatra, RN (апрель 2005 г.). Механизм качелей и его последствия . Качели 25. Institut Henri Poincaré, Paris, FR: World Scientific. стр. 29–44. arXiv : hep-ph/0412379 . Bibcode : 2005icsm.conf...29M. doi : 10.1142/9789812702210_0003. ISBN 978-981-256-111-4. S2CID  2709571.
16. Родеджоханн, Вернер (1 мая 2021 г.). «Стерильные нейтрино от низких энергий до масштабов GUT» (PDF) .
17. "Темная материя". ЦЕРН . Получено 29.04.2021 .
18. Ибарра, Алехандро (2015-07-15). «Нейтрино и темная материя». Труды конференции AIP . 1666 (1): 140004. Bibcode : 2015AIPC.1666n0004I. doi : 10.1063/1.4915588 . ISSN  0094-243X.
19. Мерл, Александр (август 2013 г.). "построение модели нейтрино кэВ". International Journal of Modern Physics D . 22 (10): 1330020. arXiv : 1302.2625 . Bibcode :2013IJMPD..2230020M. doi :10.1142/S0218271813300206. ISSN  0218-2718. S2CID  118550598.
20. Боярский, А.; Древес, М.; Лассер, Т.; Мертенс, С.; Ручайский, О. (январь 2019). «Стерильная нейтринная темная материя». Progress in Particle and Nuclear Physics . 104 : 1–45. arXiv : 1807.07938 . Bibcode :2019PrPNP.104....1B. doi :10.1016/j.ppnp.2018.07.004. S2CID  116613775.
21. Баттисон, Лейла (16 сентября 2011 г.). «Карликовые галактики предполагают, что теория темной материи может быть неверной». BBC News . Получено 18 сентября 2011 г.
22. Горбунов, Дмитрий; Панин, Александр (31 января 2014 г.). "Минимальное активно-стерильное смешивание нейтрино в механизме типа качелей I со стерильными нейтрино в масштабе ГэВ". Physical Review D . 89 (1): 017302. arXiv : 1312.2887 . Bibcode :2014PhRvD..89a7302G. doi :10.1103/PhysRevD.89.017302. ISSN  1550-7998. S2CID  119201012.
23. Шакья, Бибхушан (28 февраля 2016 г.). «Стерильная нейтринная темная материя из замороженного состояния». Modern Physics Letters A . 31 (6): 1630005. arXiv : 1512.02751 . Bibcode :2016MPLA...3130005S. doi :10.1142/S0217732316300056. ISSN  0217-7323. S2CID  119198719.
24. Горбунов, Дмитрий (16 марта 2016 г.). nuMSM: Модель, ее предсказания и экспериментальные проверки. European Physical Society Conference on High Energy Physics — PoS (EPS-HEP2015). Том 234. Вена, Австрия: Sissa Medialab. стр. 092. doi : 10.22323/1.234.0092 .
25. "Первые результаты" (PDF) . Эксперимент с бустерными нейтрино (BooNE) (пресс-релиз). Национальная ускорительная лаборатория имени Ферми (Fermilab) .
26. Булбул, Э.; Маркевич, М.; Фостер, А.; Смит, Р.К.; Левенштейн, М.; Рэндалл, С.В. (2014). «Обнаружение неопознанной линии излучения в сложенном рентгеновском спектре скоплений галактик». The Astrophysical Journal . 789 (1): 13. arXiv : 1402.2301 . Bibcode :2014ApJ...789...13B. doi :10.1088/0004-637X/789/1/13. S2CID  118468448.
27. Лассер, Т. (апрель 2012 г.). «Аномалия антинейтрино реактора». irfu.cea.fr (Пресс-релиз).
28. An, FP; Balantekin, AB; Band, HR; Beriguete, W.; Bishai, M.; Blyth, S.; et al. (октябрь 2014 г.). «Поиск легкого стерильного нейтрино в заливе Дайя». Physical Review Letters . 113 (14): 141802. arXiv : 1407.7259 . Bibcode :2014PhRvL.113n1802A. doi :10.1103/PhysRevLett.113.141802. PMID  25325631. S2CID  10500157.
29. Джепсен, Кэтрин (12 февраля 2016 г.). «Daya Bay discovers a mismatch». Симметрия . Получено 19 декабря 2022 г.
30. Ade, PAR; et al. ( Сотрудничество Planck ) (2013). "Результаты Planck 2013. XVI. Космологические параметры". Астрономия и астрофизика . 571 : A16. arXiv : 1303.5076 . Bibcode : 2014A&A...571A..16P. doi : 10.1051/0004-6361/201321591. S2CID  118349591.
31. Кастельвекки, Давиде (8 августа 2016 г.). «Ледяной телескоп бросает холодную воду в теорию стерильных нейтрино». Nature . doi :10.1038/nature.2016.20382. S2CID  125498830 . Получено 12 августа 2016 г. .
32. «Первые результаты эксперимента MicroBooNE не показывают никаких намеков на стерильное нейтрино» (пресс-релиз). Батавия, Иллинойс: Национальная ускорительная лаборатория имени Ферми . 27 октября 2021 г. Получено 13 ноября 2021 г.
33. «Результаты глубокого подземного эксперимента подтверждают аномалию: возможная новая фундаментальная физика». SciTechDaily (пресс-релиз). Национальная лаборатория Лос-Аламоса . 18 июня 2022 г. Получено 22 июня 2022 г.
34. Баринов, В.В.; Кливленд, Б.Т.; Даншин, СН.; Эджири, Х.; Эллиотт, С.Р.; Фрекерс, Д.; и др. (9 июня 2022 г.). «Результаты эксперимента Баксана по стерильным переходам (BEST)». Physical Review Letters . 128 (23): 232501. arXiv : 2109.11482 . Bibcode :2022PhRvL.128w2501B. doi :10.1103/PhysRevLett.128.232501. PMID  35749172. S2CID  237605431.
35. Баринов, В.В.; Даньшин, СН; Гаврин, В.Н.; Горбачев, В.В.; Горбунов, Д.С.; Ибрагимова, ТВ; и др. (9 июня 2022 г.). «Поиск электронно-нейтринных переходов в стерильные состояния в эксперименте BEST». Physical Review C. 105 ( 6): 065502. arXiv : 2201.07364 . Bibcode : 2022PhRvC.105f5502B. doi : 10.1103/PhysRevC.105.065502. S2CID  246035834.
36. Альмазан, Х.; Бернард, Л.; Бланше, А.; Боном, А.; Бак, К.; Чалил, А.; и др. (Коллаборация СТЕРЕО) (12 января 2023 г.). «СТЕРЕО-нейтринный спектр деления 235U отвергает гипотезу стерильных нейтрино». Природа . 613 (7943): 257–261. arXiv : 2210.07664 . Бибкод : 2023Natur.613..257S. дои : 10.1038/s41586-022-05568-2. PMID  36631644. S2CID  255747792.
37. "Поиск долгоживущих тяжелых нейтральных лептонов, распадающихся в мюонных детекторах CMS в протон-протонных столкновениях при s0,5 = 13 ТэВ". inspirehep.net . Получено 2023-08-05 .

Источники

• Drewes, M. (2013). «Феноменология правосторонних нейтрино». International Journal of Modern Physics E. 22 ( 8): 1330019–593. arXiv : 1303.6912 . Bibcode : 2013IJMPE..2230019D. doi : 10.1142/S0218301313300191. S2CID  119161526.
• Merle, A. (2013). "построение модели нейтрино кэВ". International Journal of Modern Physics D . 22 (10): 1330020. arXiv : 1302.2625 . Bibcode :2013IJMPD..2230020M. doi :10.1142/S0218271813300206. S2CID  118550598.
• Vaitaitis, AG; et al. (1999). «Поиск нейтральных тяжелых лептонов в пучке нейтрино высокой энергии». Physical Review Letters . 83 (24): 4943–4946. arXiv : hep-ex/9908011 . Bibcode :1999PhRvL..83.4943V. doi :10.1103/PhysRevLett.83.4943. S2CID  14328194.
• Формаджио, JA; Конрад, J.; Шаевиц, M.; Вайтайтис, A. (1998). «Эффекты спиральности в распадах нейтральных тяжелых лептонов». Physical Review D. 57 ( 11): 7037–7040. Bibcode : 1998PhRvD..57.7037F. doi : 10.1103/PhysRevD.57.7037.
• Накамура, К.; и др. ( Particle Data Group ) (2010). "Обзор физики элементарных частиц". Journal of Physics G. 37 ( 75021): 075021. Bibcode : 2010JPhG...37g5021N. doi : 10.1088/0954-3899/37/7A/075021 . hdl : 10481/34593 .

Внешние ссылки

• "Стерильные нейтрино". www.nu.to.infn.it . Несвязанные нейтрино. Архивировано из оригинала 24 июня 2016 года.
• «Эксперимент NuTeV в Фермилабе». Национальная ускорительная лаборатория имени Ферми .
• «Эксперимент L3 в ЦЕРНе». ЦЕРН .
• «Эксперимент исключает четвертое нейтрино». Scientific American . Апрель 2007 г.