暗物质粒子有可能是惰性中微子吗？

yehangdy

暗物质粒子有可能是惰性中微子吗？

wsm123123

上上周借着“悟空”首批科学成果发布的东风，我们搞了一场直播。里面有个互动环节，这个问题就被翻牌了。
感谢知乎小伙伴，后续剪辑了这个片子。受限于直播的形式，比较简短，我们正在请老师补充更多的详细信息。
                              
               
https://www.zhihu.com/video/924333706573934592
                          嘉宾：中国科学院国家天文台陈学雷研究员、中国科学院高能物理所毕效军研究员做嘉宾
主持人：中国科学院国家天文台黎耕副研究员

冰伊人o

当然有可能，只是机会不大。
我们知道正常的中微子都是参与弱作用的，由于目前中微子质量没有定论，我们讨论中微子和其他粒子不一样：我们使用相互作用本征态而不是质量本征态。
也就是说一般的粒子是有固定质量的，而中微子不是，电子中微子就是只与电子反应的分量， 定义也类似。
而惰性中微子是找不到那种和它相互作用的带电轻子的，那么我们怎么看？
幸好有中微子振荡，因为中微子是相互作用本征态，从而不像质量本征态那样独立传播，走着走着就变形了。
对比电子，稳定的，不会变， 虽然会衰变，但衰变后就稳定了，不外加能量不会变回来。
那么如果有惰性中微子，普通的中微子就会振荡到惰性中微子，我们去测中微子振荡，有一部分就会跑掉。
衡量振荡的是PMNS矩阵，如果中微子只有三种，那么这个矩阵 就是完整的，于是他应该是幺正的，从而保证几率守恒。
如果有惰性中微子，PMNS矩阵只是一个更大的幺正矩阵的一部分，那么它不该是幺正的。
目前数据似乎PMNS矩阵幺正性还不错。
当然惰性中微子是暗物质的话，和普通中微子质量差就很大，从而振荡频率也很大，可以看作叠加在原来振荡上的一个高频波动，也许是我们测量的时间太长把这个微小的变化抹平了。

culittlewhite

这个假说是可以被验证的。

假设暗物质由中微子构成，目前已知暗物质在太阳系中的密度以及中微子的质量上限。以此我们可以算出中微子的数密度下限。目前我们还知道中微子参与弱作用的散射截面。据此可以计算出，若暗物质由中微子构成，其对应弱作用反应的发生频率。这可以在诸如SKNDE之类的大型中微子探测器上验证。
这一类的观测人们早就做过了。事实是，实验中观察到中微子在空间中的密度（假如不存在恒星、宇宙射线等辐射源）低到测不到。

babysuperman

@lonely hunter   Of course.
Currently constraints on dark matter are:

Must be massiveit absorb/emit photons at rates much much less than normal matterelectrically neutralnon-dissipativecold and relatively stable

Therefore, all hypotheses satisfying above requirements are probable, such as Axion (by introducing an additional spontaneously-broken symmetry, thus that is the Goldstone boson from this process), WIMP ( only participate weak interaction) and of course, sterile neutrino.
I will intentionally skip SUSY here, Maury Goodman said "no SUSY"..