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How Self-Interactions can Reconcile Sterile Neutrinos with Cosmology

2014
Journal Articles

Résumé

Short baseline neutrino oscillation experiments have shown hints of the existence of additional sterile neutrinos in the eV mass range. However, such neutrinos seem incompatible with cosmology because they have too large of an impact on cosmic structure formation. Here we show that new interactions in the sterile neutrino sector can prevent their production in the early Universe and reconcile short baseline oscillation experiments with cosmology.

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Univers

vignette|redresse=1.8|Représentation à l'échelle logarithmique de l'Univers observable. Au centre figure le Système solaire et, à mesure qu'on s'en éloigne, les étoiles proches, le bras de Persée, la Voie lactée, les galaxies proches, le réseau des structures à grande échelle, le fond diffus cosmologique et, à la périphérie, le plasma invisible du Big Bang. L'Univers, au sens cosmologique, est l'ensemble de tout ce qui existe, décrit à partir d'observations scientifiques et régi par des lois physiques.

Formation des structures

La formation des structures est le processus primordial de genèse des structures de l'observable actuel à partir d'un état dense, chaud et surtout quasiment uniforme. Comprendre ce passage de l'homogène et uniforme à une grande diversité de structures est un enjeu fondamental en cosmologie.

Histoire et chronologie de l'Univers

vignette|upright=1.5|Schéma simplifié des principales étapes de la formation de l'Univers.1- Big Bang.2- Ère de l'inflation.3- Découplage de l'interaction forte et faible et formation des particules.4- Formation des étoiles et galaxies. Lhistoire et la chronologie de l'Univers décrit l'évolution de l’Univers en s'appuyant sur le modèle standard de la cosmologie, fondé sur le modèle cosmologique du Big Bang et les recherches en cosmologie et en astronomie. Selon plusieurs estimations, l'âge de l'Univers serait d'environ d'années.

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