放宽对当前中微子质量的宇宙学限制：讨论

链接表

• 摘要和简介
• 暗能量与中微子的耦合
• 耦合对扰动和可观测量的影响
• 参数估计
• 讨论
• 致谢、附录和参考文献

五、讨论

在本研究中，我们研究了一种质量变化的中微子模型，其中质量取决于表示暗能量成分的标量场的值。我们工作的独创性在于选择了精髓参数化，这限制了自由参数的数量，而其他方法则不同，例如 CPL 参数化或任意选择标量场势。虽然参数化是纯现象学的，但它导致势能被解析重建为指数项的总和，这很方便地赋予暗能量以缩放特性。我们引入了两个关于 ΛCDM 的额外自由参数，β 表示方程 (2.2) 中两个扇区之间的耦合强度，λ 表示方程 (2.9) 中场的线性演化。

我们证实了以下猜想：中微子质量不断增长的情景放宽了在基线 νΛCDM 模型框架中得出的当前中微子质量的上限。我们的目标是补充以前的工作，例如参考文献 [16] 中的研究。在后者中，作者考虑的模型之一是质量变化的中微子理论，其与标量场具有恒定的耦合，并且具有指数形式的典型势。与我们的情况相反，他们的模型没有显示任何跟踪行为，并且只允许质量缩小的情景。他们还发现天文观测并没有对耦合参数提供强有力的约束。为了限制耦合，他们将中微子质量固定为高于 0.1 eV 的值，假设可以独立证实如此显著的质量。或者，在我们的似然分析中，我们设置了不同的耦合值来限制当前的中微子质量。

在背景水平上分析模型之后，我们使用针对所考虑模型调整的玻尔兹曼代码 CLASS 版本，评估了几个可观测量（物质和 CMB 功率谱以及 CMB 透镜势）对耦合的敏感性。我们发现，中微子质量的增长导致的物质功率抑制比非相互作用标量场的存在所预测的要小。耦合还影响不同尺度的 CMB 功率谱的形状，特别是通过综合的 Sachs-Wolf 效应，与标量场参数本身的影响并行。CMB 透镜势对相互作用很敏感。中微子质量的增长可以补偿由精粹流体引起的透镜势的降低。因此，理论上可以对中微子扇区和动态暗能量成分之间的假定相互作用进行约束。

在未来的工作中，有必要通过精确测量更大多极子（l ≳ 3000）的各向异性来补充普朗克数据对我们模型参数的 CMB 限制。这些以足够精度测量的小角度尺度可以揭示耦合特征，尤其是当相互作用强度较小时 [73]。例如，利用阿塔卡马宇宙学望远镜 (ACT) 对 CMB 温度和极化各向异性的高多极子观测，发现了中微子和暗物质在一个西格玛水平上非零耦合的迹象 [74]。此外，透镜功率谱的其他 CMB 数据也可用于进一步限制影响结构生长的中微子 - 标量场相互作用场景 [75]。对于大尺度结构的晚期宇宙探测器，使用 KiDS 弱透镜观测 [76] 来测试 MaVaN 模型就足够了，就像在耦合暗物质的情况中一样 [26]。