Стерильные нейтрино на эВ-шкале и безнейтринный двойной β-распад

Аннотации

Аннотация

В экспериментах с короткой базой, таких как LSND и MiniBooNE, наблюдался избыток электронных нейтрино, возникающих из пучка мюонных нейтрино. Чтобы устранить эту аномалию, в ряду многих работ мы исследуем различные схемы смешивания нейтрино, включающие стерильные нейтрино масштаба электронвольт вместе с тремя активными нейтрино. Используя обновленные экспериментальные и глобальные данные подгонки, мы изучили безнейтринный двойной бета-распад для трех различных схем, таких как $3+1$, $1+3$ и $2+2$, которые включают одно стерильное нейтрино и три активных нейтрино. Мы провели анализ этих схем для нормальной иерархии (NH), а также для структур обратной иерархии (IH) и ограничили массу стерильного нейтрино в свете текущих и будущих экспериментов по безнейтринному двойному бета-распаду. Схема $3+1$ оказывается наиболее жизнеспособной, и на уровне $3σ$ масса стерильного нейтрино относительно массы самого легкого нейтрино ($m_{lightest}$) ограничивается 4,75 эВ² для NH и 4,72 эВ² для IH. Кроме того, пределы на сумму масс четырех нейтрино определяются как 4,81 эВ² для нормальной иерархии и 4,78 эВ² для инвертированной иерархии. Обновленный анализ всех этих схем поможет нам понять физику, управляющую безнейтринным двойным бета-распадом и ограничением на массу стерильного нейтрино.