ニュートリノの性質の影響

GERBINO Martina; GERBINO Martina; FREESE Katherine; FREESE Katherine; FREESE Katherine; VAGNOZZI Sunny; VAGNOZZI Sunny; LATTANZI Massimiliano; MENA Olga; GIUSARMA Elena; GIUSARMA Elena; HO Shirley; HO Shirley; HO Shirley

文献

J-GLOBAL ID：201702253816525449 整理番号：17A0575694

ニュートリノの性質の影響

Impact of neutrino properties on the estimation of inflationary parameters from current and future observations

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資料名：
巻： 95 号： 4,Pt.A ページ： 043512.1-043512.22 発行年： 2017年02月
JST資料番号： D0748A ISSN： 2470-0010 CODEN： PRVDAQ 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

宇宙論データからのインフレーションパラメータの推定に対するニュートリノの性質に関する仮定の影響を調べた。インフレーション模型では,スカラーおよびテンソル摂動による密度および重力波ゆらぎとその比r,およびそれらのスペクトル指数n_sおよびn_Tが予言されるが,これらのパラメータは必ずしも独立ではない。そのため,異なるインフレーション模型を区別するための実験的制限は,n_sおよびrに対した課され,それらの予言はn_s/r平面で与えられる。この論文では,n_s/r平面の許容されるコンターに焦点を当てて調べた。ニュートリノの性質としては,(1)3つのニュートリノ質量固有値の和M_ν,(2)再結合期での相対論的自由度数N_eff,(3)ニュートリノ階層性,を考えた。これまでの文献では3つの縮退したニュートリノ,あるいは2つの質量零ニュートリノを仮定して調べられているが,ここでは,順および逆階層性の場合を調べた。基本的結果として,これら3つの性質により,n_s/r平面における確率コンターに1σ未満のシフトが現在および将来のデータにもたらされることを示した。また,階層性の(順,逆,あるいは縮退)選択の影響は無視できることがわかった。しかしながら,以前のニュートリノ質量を零と取るミニマルM_ν,min=0によってはn_s/r平面におけるバイアスがもたらされるため,振動データで必要とされるM_ν,min=0.059eVに置き換えるべきことを示した。PlanckおよびBicep/Keckからの現在の宇宙マイクロ波背景(CMB)データを用い,M_νおよびrを無視すれば,n_sの平均値が約0.3σ下方にずれるが,バリオン音響振動データを含めれば,n_s/r平面の標準的コンターが基本的に再現されることを示した。コンターのより大きなずれ(0.8σまで)は,N_effの非標準的値で生じた。将来のCMB実験(COrE,StageIV)に対する予測も与え,M_νの無視を考慮した,ニュートリノの性質の不完全な知識により,n_sの決定において約0.4σ(N_effを無視すれば約0.8σ)の下方の値へのシフトが誘導されることを示した。具体的インフレーション模型との比較を行った。これらのことより,必要とされる精度が与えられれば,ニュートリノの不完全な知識は適切に考慮されるべきであると結論した。

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宇宙論 , ニュートリノ相互作用

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