νΛMDM模型：统一解决宇宙学与中微子振荡数据的暗物质与无菌中微子理论

本文探讨了一种名为νΛMDM的新理论，它结合了冷暗物质（CDM）和无菌中微子的概念，旨在解决宇宙学与中微子振荡实验之间的一系列问题，并在BICEP2实验结果后提供了理论上的调和。该理论的核心基础是假设了一个新的U(1)X暗光子规范对称性，在MeV能量尺度上被打破，这产生了暗光子作为媒介粒子，参与到无菌中微子的相互作用中。 首先，中微子ΛMDM模型解决了CDM在小宇宙尺度上存在的争议。这些争议包括：理论预测的密度波动导致的星系中心可能存在核心而非尖峰（cusp vs. core problem），以及某些宇宙模拟预测的星系数量过多（too-big-to-fail）和观测到的卫星数量不足（missing satellites problem）。通过引入无菌中微子的光媒介，这些矛盾得以缓解，因为它们可能影响CDM的分布和动态行为。 其次，该理论允许存在约1 eV质量的无菌中微子作为热暗物质（HDM），这有助于解释一些中微子振荡实验观察到的异常现象。1 eV的无菌中微子可以提供足够的密度，对宇宙早期的热物质成分有所贡献，同时对于解释BICEP2实验观测到的引力波背景中的张量模式也有积极作用。 最后，适当地配置的HDM成分不仅有助于缓解Planck和BICEP2合作报告中关于标量和张量功率谱比例（tensor-to-scalar ratio）数据的潜在冲突，还可能为暗辐射的贡献提供合理的解释。这种理论的提出，为理解宇宙的微观粒子构成和演化提供了一个新颖且有说服力的框架，使得宇宙学和高能物理的多个观测数据在理论层面达到了更高的一致性。 νΛMDM模型通过引入新的暗光子对称性和无菌中微子，成功地将冷暗物质、热暗物质以及中微子振荡实验的观测数据统一起来，为当前的宇宙学和粒子物理学研究提供了一个引人注目的理论解决方案。