[論文レビュー] Why one neutrino is probably a tachyon: a review of the $3+3$ model and its well-satisfied predictions

Robert Ehrlich|arXiv (Cornell University)|Nov 27, 2017

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、3+3モデルの枠組みの中で、3つのニュートリノ質量状態のうちの1つがテーキオン（光より速く、質量の二乗が負）であると提案している。1987A爆発のモン・ブランニュートリノバーストを、m² = -0.38 eV² のテーキオンニュートリノの証拠として解釈し、銀河中心からのガンマ線データと Kamiokande-II の観測結果と併せて、8 MeV の反ニュートリノ線を伴うダークマター模型と結びつけている。

ABSTRACT

A review is given of hypothetical faster-than-light tachyons and the development of the author's $3+3$ model of the neutrino mass states, which includes one tachyonic mass state doublet. Published empirical evidence for the model is summarized, including a new interpretation of the mysterious Mont Blanc neutrino burst from SN 1987A as being due to tachyonic neutrinos having $m^2=-0.38 eV^2.$ This possibility requires an 8 MeV antineutrino line from SN 1987A, which a new dark matter model has been found to support. Furthermore, this dark matter model is supported by several data sets: $\gamma-$rays from the galactic center, and the Kamiokande-II data on the day of SN 1987A.

研究の動機と目的

• 1つのニュートリノ質量状態がテーキオンであるという仮説を検討し、標準的なローレンツ不変性を破る。
• 1987Aのモン・ブランニュートリノバーストを、テーキオンニュートリノ解釈によって説明することを試みる。
• テーキオンニュートリノモデルが、銀河中心のガンマ線および Kamiokande-II の1987Aデータを含む、複数の天体物理学的データセットを説明できるかどうかを検証する。
• 8 MeV の反ニュートリノ線を自然に含むダークマター模型を提案し、テーキオンニュートリノの崩壊と整合させる。

提案手法

• m² < 0 のテーキオン質量状態のダブルレットを含むように、3+3ニュートリノ質量モデルを適応させる。
• 相対論的場の理論を用いてテーキオンニュートリノを記述し、虚数質量を用いて超光速伝播をモデル化する。
• モン・ブランニュートリノバーストを、1987Aのテーキオンニュートリノ放出の兆候として分析する。
• 予測されたテーキオンニュートリノフラックスを、Kamiokande-II の観測データおよび銀河中心からのガンマ線放射と比較する。
• 8 MeV の反ニュートリノ線を、テーキオンモデルがダークマター制約と一致するかをテストするための主要予測として用いる。
• SN 1987A ニュートリノ検出、銀河中心ガンマ線、反ニュートリノ線の一貫性という複数の独立したデータセットに対して、モデルを検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 1987Aのモン・ブランニュートリノバーストは、m² = -0.38 eV² のテーキオンニュートリノによって説明可能か？
• RQ2 テーキオンニュートリノモデルは、ダークマター観測と整合する8 MeV の反ニュートリノ線を予測するか？
• RQ3 1つのテーキオンダブルレットを含む3+3モデルは、SN 1987Aのデータと銀河中心ガンマ線放射の両方に整合するか？
• RQ4 テーキオンニュートリノは、複数の天体物理学的制約を満たしながら、ダークマターの説明として妥当な可能性を有するか？
• RQ5 1987Aの観測されたニュートリノおよびガンマ線信号は、モン・ブランイベントのテーキオン起源を支持するか？

主な発見

• 1987Aのモン・ブランニュートリノバーストは、m² = -0.38 eV² のテーキオンニュートリノ信号として解釈され、超光速伝播を示唆する。
• テーキオンニュートリノモデルは8 MeV の反ニュートリノ線を予測し、銀河中心ガンマ線放射を説明するためのダークマター模型と整合する。
• Kamiokande-II の1987A発生日データは、8 MeV の反ニュートリノ線の存在を支持しており、テーキオンモデルの予測と一致する。
• モデルは、1つの理論的枠組み内で、1987Aのニュートリノバーストと銀河中心ガンマ線過剰を両方説明できる。
• ニュートリノバースト、ガンマ線、反ニュートリノ線という複数の独立したデータセットに対するテーキオンニュートリノ予測の整合性が、モデルの妥当性を支持する。