वर्तमान न्यूट्रिनो द्रव्यमान पर ब्रह्माण्ड संबंधी बाधाओं को कम करना: डार्क एनर्जी को न्यूट्रिनो से जोड़ना

लिंक की तालिका

• सार और परिचय
• डार्क एनर्जी को न्यूट्रिनो से जोड़ना
• विक्षोभ और प्रेक्षणों पर युग्मन का प्रभाव
• पैरामीटर अनुमान
• बहस
• आभार, परिशिष्ट और संदर्भ

II. डार्क एनर्जी को न्यूट्रिनो से जोड़ना

आइए हम लुप्त वक्रता वाले समतल ब्रह्मांड पर विचार करें, जो स्थानिक रूप से समरूप और समदैशिक है, जिसका विस्तार फ्रीडमैन-लेमेट्रे-रॉबर्सन-वाकर (FLRW) स्पेसटाइम मीट्रिक से जुड़े स्केल फैक्टर a द्वारा पैरामीटर किया गया है। इसके अलावा यह मानते हुए कि विस्तार फोटॉन (γ), बैरियन (b), ठंडा डार्क मैटर (c), न्यूट्रिनो (ν) और एक स्केलर फील्ड डार्क एनर्जी (ϕ) द्वारा संचालित होता है जो वर्तमान त्वरण के लिए जिम्मेदार है, फ्रीडमैन समीकरण पढ़ता है

इस अध्ययन में, हम न्यूट्रिनो प्रजातियों और डार्क एनर्जी के बीच संभावित अंतःक्रिया का परीक्षण करना चाहते हैं, एक द्रव्यमान-भिन्न न्यूट्रिनो मॉडल में जहां सक्रिय न्यूट्रिनो स्केलर क्षेत्र से जुड़े होते हैं [13-20]। क्योंकि अग्रणी क्रम के ब्रह्माण्ड संबंधी डेटा केवल कुल न्यूट्रिनो द्रव्यमान [36, 37] के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसलिए हम व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए [38] दो द्रव्यमान रहित न्यूट्रिनो और एक विशाल न्यूट्रिनो को गैर-न्यूनतम रूप से क्विंटसेंस घटक से युग्मित मानते हैं। युग्मित न्यूट्रिनो का एक अलग-अलग प्रभावी द्रव्यमान होता है, जो स्केलर क्षेत्र के मूल्य और एक आयामहीन और स्थिर पैरामीटर β पर निर्भर करता है,

न्यूट्रिनो द्रव और अदिश क्षेत्र के तनाव ऊर्जा टेंसर अलग-अलग संरक्षित नहीं होते हैं।

जहाँ pϕ क्षेत्र में दबाव है। अतिरिक्त स्रोत शब्द बिना किसी अंतःक्रिया के गायब हो जाते हैं, β = 0, या यदि विशाल न्यूट्रिनो कण अल्ट्रारिलेटिविस्टिक हैं, तो ट्रेसलेस विकिरण के रूप में व्यवहार करते हैं।

अवलोकनों के साथ मॉडल का परीक्षण करने के लिए, हम एक ज्ञात घटनात्मक पैरामीट्रिज़ेशन को अपनाते हैं, जिसे सबसे पहले संदर्भ [22] में प्रस्तावित किया गया था, जहाँ स्केलर क्षेत्र पूरे ब्रह्मांडीय विकास के दौरान ई-फ़ोल्ड्स, N ≡ ln a की संख्या पर रैखिक रूप से निर्भर करता है। हम स्केलिंग के ढलान के लिए एक आयामहीन स्थिरांक λ पेश करते हैं:

यह सरल दृष्टिकोण लोकप्रिय सीपीएल पैरामीटराइजेशन [40, 41] का एक शक्तिशाली विकल्प है, क्योंकि राज्य विकास के डार्क एनर्जी समीकरण की एक बड़ी विविधता को केवल एक अतिरिक्त पैरामीटर [42] द्वारा कैप्चर किया जा सकता है, जिससे बायेसियन अनुमानों में गिरावट को सीमित किया जा सकता है। एक अतिरिक्त लाभ यह है कि स्केलर फ़ील्ड क्षमता को संदर्भ [22, 24-26] का पालन करके विश्लेषणात्मक रूप से पुनर्निर्मित किया जा सकता है। यह प्रतिबंध समीकरण (2.1) का उपयोग करके ρϕ को खोजने के लिए पहले क्रम के अंतर समीकरण (2.7) को हल करके किया जाता है और ध्यान दें कि समीकरण (2.9) के अनुसार ϕ˙ = λH है। क्षमता घातीय पदों का योग होती है,

जहाँ द्रव्यमान पैमाने निम्नलिखित विश्लेषणात्मक अभिव्यक्तियों द्वारा दिए गए हैं,

हम चित्र 2 से देख सकते हैं कि पदार्थ-प्रधान युग के दौरान न्यूट्रिनो के साथ युग्मन wϕ को बदलता है। बढ़ते द्रव्यमान (β > 0, बिंदीदार रेखा) के लिए, राज्य का क्षेत्र समीकरण अयुग्मित मामले (β = 0, ठोस रेखा) की तुलना में छोटा है। इसके विपरीत, जब ऊर्जा का स्थानांतरण विपरीत दिशा में होता है, यानी सिकुड़ते द्रव्यमान (β < 0, डैश-बिंदीदार रेखा) के न्यूट्रिनो से, तो wϕ बड़ा होता है। इसी तरह, चित्र 3 दिखाता है कि गैर-सापेक्ष न्यूट्रिनो जो स्केलर क्षेत्र (β > 0) से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, उनके पास ऊर्जा देने (β < 0) की तुलना में समान वर्तमान द्रव्यमान तक पहुँचने के लिए कम आंशिक ऊर्जा घनत्व होता है।

साथ

जहाँ ϵ न्यूट्रिनो संचलन ऊर्जा है।