Menos não é mais: os limites cosmológicos nas massas de neutrinos são robustos às mudanças na abundância de neutrinos

Investigamos como as restrições de massa de neutrinos da cosmologia dependem da suposta história térmica do universo. A injeção de fótons após o desacoplamento dos neutrinos diminuiria a abundância de neutrinos inferida a partir da temperatura do cósmico.

A injeção de fótons após o desacoplamento de neutrinos diminuiria a abundância de neutrinos inferida a partir da temperatura da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB), potencialmente afrouxando o limite superior de suas massas. Primeiro avaliamos como o limite cosmológico da massa dos neutrinos é alterado pelo decaimento de partículas massivas em fótons e radiação escura após a nucleossíntese do Big Bang.

Para testar a robustez desta restrição de forma mais geral, também avaliamos o impacto da variação da temperatura da base de neutrinos cósmicos sem assumir um mecanismo físico específico. Realizamos análises MCMC de ambas as estruturas com observações primárias de CMB do Planck, medições de lentes CMB do Planck e ACT e dados de oscilação acústica bárion do DESI.

Para a ordenação de massa degenerada, o limite confiável de $95\%$ diminui de $\sum m_ν<0, 0691$ eV em uma história térmica padrão para $\sum m_ν<0, 0652$ eV se as partículas massivas decaem apenas em fótons, enquanto a injeção de radiação escura além de fótons relaxa ligeiramente. O mesmo padrão vale para as ordenações normal e invertida, e o cenário de decaimento altera o limite da soma das massas dos neutrinos em no máximo $0, 004$ eV para divisões de massa fixas.

Permitir mudanças independentes do modelo na proporção neutrino-fóton produz um limite confiável de $95\%$ de $\sum m_ν<0, 0724$ eV para a ordenação degenerada, indicando que o rigor de nossos limites de massa de neutrinos não é impulsionado por restrições no cenário de decaimento. Tanto indivíduos como organizações que trabalham com arXivLabs abraçaram e aceitaram nossos valores de abertura, comunidade, excelência e privacidade dos dados do usuário.

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