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Cosmological constraints on invisible neutrino decays revisited

机译：无形的中微子衰减上的宇宙学约束重新判断

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Invisible neutrino decay modes are difficult to target at laboratory experiments, and current bounds on such decays from solar neutrino and neutrino oscillation experiments are somewhat weak. It has been known for some time that cosmology can serve as a powerful probe of invisible neutrino decays. In this work, we show that in order for big bang nucleosynthesis to be successful, the invisible neutrino decay lifetime is bounded to be τ_ν > 10~(-3) s at 95% CL. We revisit cosmic microwave background constraints on invisible neutrino decays, and by using Planck2018 observations we find the following bound on the neutrino lifetime: τ_ν > (1.3-0.3) × 10~9 s (m_ν/0.05 eV)~3 at 95% CL. We show that this bound is robust to modifications of the cosmological model, in particular that it is independent of the presence of dark radiation. We find that lifetimes relevant for Supernova observations (τ_ν ~ 10~5 s (m_ν/0.05 eV)~3) are disfavored at more than 5σ with respect to ΛCDM given the latest Planck CMB observations. Finally, we show that when including high-? Planck polarization data, neutrino lifetimes τ_ν = (2-16) × 10~9 s (m_ν/0.05 eV)~3 are mildly preferred-with a 1-2σ significance-over neutrinos being stable.
机译：在实验室实验中难以靶向隐形中性粒衰减模式，并且来自太阳能和中微子振荡实验的这种衰变的电流界限有些弱。已知在某种程度上是宇宙学可以用作无形的中微子衰变的强大探针。在这项工作中，我们表明，为了使大爆炸核酸合成成功，无形的中性衰减寿命界定为95％Cl的τ_ν> 10〜（-3）。我们重新审视隐形中央衰减的宇宙微波背景约束，并通过使用Planck2018观察，我们发现中微子寿命的以下限制：τ_ν>（1.3-0.3）×10〜9 s（m_ν/ 0.05ev）〜3，95％cl 。我们表明，这一界限对宇宙学模型的修改是强大的，特别是它与暗辐射的存在无关。我们发现与超新星观察（τ_ν〜10〜5s（m_ν/ 0.05ev）〜3）相关的寿命在鉴于最新的Planck CMB观察的λcdm，在5σ相对于λcdm而受到抑制。最后，我们展示了包括高的时候 - ？普朗克偏振数据，Neutrino Lifetimesτ_ν=（2-16）×10〜9 s（m_ν/ 0.05ev）〜3温和优选 - 具有1-2σ的显着性稳定性。

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