NEUTRINO STERILE

UN BOSON DE HIGGS … TROP SAGE, TROP CONFORME, SANS PISTES HORS M.Sd… ?
NEUTRINO STERILE ?
1/- Higgs boson is too saintly and supersymmetry too shy ( NewScientist # 2892 , 23 Nov.
2012)
Le boson découvert est trop “normal”, sans ouvertures vers de nouvelles recherches...
“There's still one anomaly left. In July, the newly discovered boson seemed to decay twice as often as predicted
into pairs of photons, which could be the signature of an extra, non-standard particle, or of a non-standard Higgs.
... “
La contribution de toutes les particules du modèle standard
permet dans le cadre de ce dernier le calcul des masses possibles du boson de Higgs et fonction de celles-ci,
la probabilité de sa désintégration par chaque canal possible (Cf :Maulion: chap.XXX, Branching ratio.pdf)
Toute anomalie, telle l’excès observé du canal  , pourrait impliquer la contribution de nouvelles particules non
encore découvertes …
“ One explanation could lie in a theory called the Neutrino Minimal Standard Model (nuMSM),... which... might be
discovered via space-based detectors...”
2/- Modèle Standard modifié: Neutrino(s) stérile(s) ?
Un modèle déjà ancien (Shaposhnikov, 2005 ; voire : Fukugita et Yanagida, 1986) vient d’être repris et complété
(Canetti et Shaposhnikov, polytechnq. Lausanne, arxiv.org/pdf/1208.4607.pdf, 5 Oct 2012 et 17 Avril 2012 ),
le  Minimal Standard Model qui affirme (1), par l’adjonction de trois neutrinos stériles, résoudre toutes les failles
du Modèle Std actuel, (sauf l’énergie noire et l’origine de l’inflation), à savoir :
. l’origine de l’oscillation des neutrinos . l’asymétrie baryonique matière-antimatière (BAU)
. la Matière Noire
 caractéristiques des neutrinos stériles
Fermions, de parité droite, démunis de toute charge (et pas ou très faiblement couplés).
 Lourds (par rapport aux neutrinos actifs), de l’ordre du KeV pour le plus
léger d’entre eux («N1 ») et du GeV pour les deux autres (« N2 et N3 »),
« compensant » la faiblesse de masse des  ordinaires (seesaw (2)) ;
 de chiralité droite, « compensant » la chiralité exclusivement gauche des  ordinaires .
 « stériles », c'est-à-dire n’interagissant ni par interaction e.m., faible ou forte, car sinon ils
compromettraient la miraculeuse concordance de la nucléosynthèse calculée dans le cadre du modèle
std . avec celle de l’observation des éléments primordiaux.(ou alors doivent disparaitre largement avant).
n’interagissant donc que gravitationnellement., ce qui en fait d’excellents candidats à la matière noire…
(1) “We conclude that neutrino physics can explain all confirmed detections of physics beyond the standard model except accelerated
cosmic expansion”… “Right handed neutrinos alone can be the common origin of neutrino oscillations, DM and the BAU”
Autre type d’ « affirmation » : “Though the neutrinos are Majorana particles, one can define neutrinos and antineutrinos as the two
helicity states,… . We will always use the terms “neutrinos” and “antineutrinos” in this sense”.
(2) Seesaw: mécanisme compensateur in troduit pour expliquer la faiblesse comparative de la masse des
neutrinos et leur unique chiralité gauche en en introduisant « ad hoc » d’autres neutrinos, de masse importante
et de chiralité droite aujourd’hui disparus ou non décelés

 origine des neutrinos stériles
Les neutrinos stériles N2 – N3 sont efficacement générés thermiquement à partir du plasma de l’univers
initial, tant que la température est supérieure à leur température de masse (qq. GeV).
Ils doivent s’être désintégrés suffisamment tôt (~100GeV) pour que ni leur influence directe ni celle des
produits ou énergie de leur désintégration ne puisse influencer la nucléosynthèse (~0,1MeV) dont
l’abondance en éléments légers est en accord avec les observations…
Les neutrinos stériles N1, légers, sont produits plus longtemps, mais surtout renforcés par effet résonnant
MSW
 Effets des neutrinos stériles
. masses et oscillations des neutrinos actifs : Les trois générations de neutrinos stériles et en particulier les
deux plus lourds sont via le mécanisme seesaw (2) cause de la génération de la (faible) masse des neutrinos
actifs ordinaires, ce qui rend possible leur oscillation …
Comme les neutrinos actifs, les neutrinos stériles sont générés comme états de saveur et sont l’objet
d’oscillation entre celles-ci ; des oscillations interviennent en outre entre neutrinos actifs et neutrinos stériles.
. Asymétrie baryonique : La leptogénèse surviendrait, par asymétrie CP d’hélicité lors des oscillations entre
saveurs de neutrinos stériles pendant la phase de leur création thermique ; puis cette asymétrie leptonique
convertie et amplifiée en baryogénèse par sphalerons (4).
. Matière noire : entièrement constituée de neutrinos stériles N1 les plus légers, non encire désintégrés ; en
quantité conforme aux observations grâce au renforcement de leur production résonante induite par les
asymétries des N2,3 .
 Possibilités de détection
La matière noire N1, indirectement par spectrométrie X de désintégration dans les régions riches en mat. noire.
Les neutrinos N2,3 , en laboratoire (CERN, Minos…) lors de leur création et/ou désintégration issue de celle des
mésons K,B ou D [(ex. K → π± +e∓ +N2,3), (“nothing” → leptons and hadrons)]
 Conclusion : “We conclude that neutrino physics can explain all confirmed detections of physics beyond the
standard model except accelerated cosmic expansion »
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(3) Effet MSW : effet renforçant l’oscillation de saveurs des neutrinos, dan un milieu de densité variable ; « réfraction » jouant sur l’écart de phase des deux
états de neutrinos ;
Ici, la production thermique de neutrinos stériles N1 serait renforcée par « oscillation résonante entre neutrinos actifs et stériles en présence de potentiel
chimique leptonique » (sic).
(4) Sphaleron : mécanisme (solution des équations electro-faibles) de conversion baryon antilepton et inverses, violant donc les nombres baryonique et
leptonique, et permet le transfert d’une asymétrie leptonique en asymétrie baryonique (baryogénèse)(cf wiki. & Shaposhnikov 1993)
Asymétrie
bayonique
Production
thermique
N2 – N3
Matière
noire
N1
~ 0