वर्तमान न्यूट्रिनो द्रव्यमान पर ब्रह्माण्ड संबंधी बाधाओं को शिथिल करना: सार और परिचय

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

अमूर्त

I. प्रस्तावना

मानक हॉट बिग बैंग मॉडल भविष्यवाणी करता है कि ब्रह्मांड थर्मल अवशेष न्यूट्रिनो की पृष्ठभूमि से भरा हुआ है, जिसे कॉस्मिक न्यूट्रिनो बैकग्राउंड (CνB) कहा जाता है, जिसका तापमान और घनत्व कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) फोटॉनों के क्रम का है [1, 2]। न्यूट्रिनो को इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन द्वारा प्राइमर्डियल प्लाज्मा के साथ थर्मल संतुलन में रखा जाता है जब तक कि ब्रह्मांड का तापमान T ≃ 1 MeV तक नहीं गिर जाता। इस तापमान से नीचे, वे थर्मल बाथ से अलग हो जाते हैं और स्पेसटाइम के जियोडेसिक्स के साथ स्वतंत्र रूप से बहते हैं। चूंकि न्यूट्रिनो तब भी अल्ट्रारिलेटिविस्टिक होते हैं जब वे अलग होते हैं, वे एक रिलेटिव फर्मी-डिराक वितरण को बनाए रखते हैं, भले ही वे अब थर्मल संतुलन में न हों। बोल्ट्जमैन घातीय दमन के अधीन नहीं होने के कारण, हमारे पास अपेक्षा से कहीं अधिक न्यूट्रिनो हैं। सी.वी.बी. के लिए केवल अप्रत्यक्ष साक्ष्य उपलब्ध हैं, मुख्यतः गुरुत्वाकर्षण संबंधी अंतःक्रियाओं के माध्यम से, जिसके लिए सैद्धांतिक भविष्यवाणियां सी.एम.बी. और बड़े पैमाने की संरचना के अवलोकनों के साथ उत्कृष्ट रूप से सहमत हैं।

इस कार्य में, हम जांच करते हैं कि क्या न्यूट्रिनो द्रव और डार्क एनर्जी घटक [11, 12] के बीच एक संभावित अंतःक्रिया के माध्यम से न्यूट्रिनो द्रव्यमान पर मौजूदा ब्रह्मांड संबंधी ऊपरी सीमा को शिथिल करना संभव है, जो एक स्केलर क्षेत्र द्वारा दिया गया है। हम एक द्रव्यमान-भिन्न न्यूट्रिनो (MaVaN) परिदृश्य पर विचार करते हैं, जहां युग्मन एक प्रभावी न्यूट्रिनो द्रव्यमान की ओर ले जाता है जो क्षेत्र के मूल्य पर निर्भर करता है [13–21]। हम एक न्यूनतम पैरामीट्रिजेशन का उपयोग करते हैं जहां स्केलर क्षेत्र ई-फोल्ड की संख्या पर रैखिक रूप से निर्भर करता है [22]। यह कॉनकॉर्डेंस मॉडल के संबंध में अतिरिक्त मापदंडों की संख्या को सीमित करता है और प्रारंभिक स्थितियों की समस्या को कम करता है [23] प्रारंभिक समय में क्षेत्र के स्केलिंग व्यवहार के लिए धन्यवाद। सीएमबी, संरचना विकास और पृष्ठभूमि विस्तार के अवलोकनों को संयोजित करने वाले एक विशेष डेटा सेट के साथ मॉडल का परीक्षण करके, हम दिखाते हैं कि आज के द्रव्यमान पर बाधा बढ़ते द्रव्यमान के न्यूट्रिनो द्वारा कमजोर हो जाती है [27, 28] जो ब्रह्मांडीय समय के दौरान क्विंटसेंस घटक से ऊर्जा प्राप्त करते हैं।

हबल तनाव को कम करने के लिए, प्रारंभिक डार्क एनर्जी के रूप में स्केलर क्षेत्र को न्यूट्रिनो से जोड़ने वाला एक तंत्र प्रस्तावित किया गया है [29, 30], यानी उच्च और निम्न रेडशिफ्ट जांच के एच 0 निर्धारणों के बीच विसंगति [9, 31-33], लेकिन इसे ब्रह्मांड संबंधी अवलोकनों के साथ परीक्षण किया जाना बाकी है। फिर भी, हबल तनाव इस पेपर का विषय नहीं है, क्योंकि हमारे मॉडल में प्रारंभिक डार्क एनर्जी घटक इसे प्रभावित करने के लिए अपर्याप्त है।