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We present a comprehensive review of keV-scale sterile neutrino Dark Matter, collecting views and insights from all disciplines involved - cosmology, astrophysics, nuclear, and particle physics - in each case viewed from both theoretical and experimental/observational perspectives. After reviewing the role of active neutrinos in particle physics, astrophysics, and cosmology, we focus on sterile neutrinos in the context of the Dark Matter puzzle. Here, we first review the physics motivation for sterile neutrino Dark Matter, based on challenges and tensions in purely cold Dark Matter scenarios. We then round out the discussion by critically summarizing all known constraints on sterile neutrino Dark Matter arising from astrophysical observations, laboratory experiments, and theoretical considerations. In this context, we provide a balanced discourse on the possibly positive signal from X-ray observations. Another focus of the paper concerns the construction of particle physics models, aiming to explain how sterile neutrinos of keV-scale masses could arise in concrete settings beyond the Standard Model of elementary particle physics. The paper ends with an extensive review of current and future astrophysical and laboratory searches, highlighting new ideas and their experimental challenges, as well as future perspectives for the discovery of sterile neutrinos.
A white paper on keV sterile neutrino dark matter / Adhikari, R.; Agostini, M.; Anh Ky, N.; Araki, T.; Archidiacono, M.; Bahr, M.; Baur, J.; Behrens, J.; Bezrukov, F.; Bhupal Dev, P. S.; Borah, D.; Boyarsky, A.; De Gouvea, A.; Pires, C. A. D. S.; De Vega, H. J.; Dias, A. G.; Di Bari, P.; Djurcic, Z.; Dolde, K.; Dorrer, H.; Durero, M.; Dragoun, O.; Drewes, M.; Drexlin, G.; Dullmann, Ch. E.; Eberhardt, K.; Eliseev, S.; Enss, C.; Evans, N. W.; Faessler, A.; Filianin, P.; Fischer, V.; Fleischmann, A.; Formaggio, J. A.; Franse, J.; Fraenkle, F. M.; Frenk, C. S.; Fuller, G.; Gastaldo, L.; Garzilli, A.; Giunti, C.; Gluck, F.; Goodman, M. C.; Gonzalez-Garcia, M. C.; Gorbunov, D.; Hamann, J.; Hannen, V.; Hannestad, S.; Hansen, S. H.; Hassel, C.; Heeck, J.; Hofmann, F.; Houdy, T.; Huber, A.; Iakubovskyi, D.; Ianni, A.; Ibarra, A.; Jacobsson, R.; Jeltema, T.; Jochum, J.; Kempf, S.; Kieck, T.; Korzeczek, M.; Kornoukhov, V.; Lachenmaier, T.; Laine, M.; Langacker, P.; Lasserre, T.; Lesgourgues, J.; Lhuillier, D.; Li, Y. F.; Liao, W.; Long, A. W.; Maltoni, M.; Mangano, G.; Mavromatos, N. E.; Menci, N.; Merle, A.; Mertens, S.; Mirizzi, A.; Monreal, B.; Nozik, A.; Neronov, A.; Niro, V.; Novikov, Y.; Oberauer, L.; Otten, E.; Palanque-Delabrouille, N.; Pallavicini, M.; Pantuev, V. S.; Papastergis, E.; Parke, S.; Pascoli, S.; Pastor, S.; Patwardhan, A.; Pilaftsis, A.; Radford, D. C.; Ranitzsch, P. C. -O.; Rest, O.; Robinson, D. J.; Rodrigues Da Silva, P. S.; Ruchayskiy, O.; Sanchez, N. G.; Sasaki, M.; Saviano, N.; Schneider, A.; Schneider, F.; Schwetz, T.; Schonert, S.; Scholl, S.; Shankar, F.; Shrock, R.; Steinbrink, N.; Strigari, L.; Suekane, F.; Suerfu, B.; Takahashi, R.; Thi Hong Van, N.; Tkachev, I.; Totzauer, M.; Tsai, Y.; Tully, C. G.; Valerius, K.; Valle, J. W. F.; Venos, D.; Viel, M.; Vivier, M.; Wang, M. Y.; Weinheimer, C.; Wendt, K.; Winslow, L.; Wolf, J.; Wurm, M.; Xing, Z.; Zhou, S.; Zuber, K.. - In: JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS. - ISSN 1475-7516. - 2017:1(2017), pp. 025-025. [10.1088/1475-7516/2017/01/025]
A white paper on keV sterile neutrino dark matter
Adhikari R.;Agostini M.;Anh Ky N.;Araki T.;Archidiacono M.;Bahr M.;Baur J.;Behrens J.;Bezrukov F.;Bhupal Dev P. S.;Borah D.;Boyarsky A.;De Gouvea A.;Pires C. A. D. S.;De Vega H. J.;Dias A. G.;Di Bari P.;Djurcic Z.;Dolde K.;Dorrer H.;Durero M.;Dragoun O.;Drewes M.;Drexlin G.;Dullmann Ch. E.;Eberhardt K.;Eliseev S.;Enss C.;Evans N. W.;Faessler A.;Filianin P.;Fischer V.;Fleischmann A.;Formaggio J. A.;Franse J.;Fraenkle F. M.;Frenk C. S.;Fuller G.;Gastaldo L.;Garzilli A.;Giunti C.;Gluck F.;Goodman M. C.;Gonzalez-Garcia M. C.;Gorbunov D.;Hamann J.;Hannen V.;Hannestad S.;Hansen S. H.;Hassel C.;Heeck J.;Hofmann F.;Houdy T.;Huber A.;Iakubovskyi D.;Ianni A.;Ibarra A.;Jacobsson R.;Jeltema T.;Jochum J.;Kempf S.;Kieck T.;Korzeczek M.;Kornoukhov V.;Lachenmaier T.;Laine M.;Langacker P.;Lasserre T.;Lesgourgues J.;Lhuillier D.;Li Y. F.;Liao W.;Long A. W.;Maltoni M.;Mangano G.;Mavromatos N. E.;Menci N.;Merle A.;Mertens S.;Mirizzi A.;Monreal B.;Nozik A.;Neronov A.;Niro V.;Novikov Y.;Oberauer L.;Otten E.;Palanque-Delabrouille N.;Pallavicini M.;Pantuev V. S.;Papastergis E.;Parke S.;Pascoli S.;Pastor S.;Patwardhan A.;Pilaftsis A.;Radford D. C.;Ranitzsch P. C. -O.;Rest O.;Robinson D. J.;Rodrigues Da Silva P. S.;Ruchayskiy O.;Sanchez N. G.;Sasaki M.;Saviano N.;Schneider A.;Schneider F.;Schwetz T.;Schonert S.;Scholl S.;Shankar F.;Shrock R.;Steinbrink N.;Strigari L.;Suekane F.;Suerfu B.;Takahashi R.;Thi Hong Van N.;Tkachev I.;Totzauer M.;Tsai Y.;Tully C. G.;Valerius K.;Valle J. W. F.;Venos D.;Viel M.;Vivier M.;Wang M. Y.;Weinheimer C.;Wendt K.;Winslow L.;Wolf J.;Wurm M.;Xing Z.;Zhou S.;Zuber K.
2017
Abstract
We present a comprehensive review of keV-scale sterile neutrino Dark Matter, collecting views and insights from all disciplines involved - cosmology, astrophysics, nuclear, and particle physics - in each case viewed from both theoretical and experimental/observational perspectives. After reviewing the role of active neutrinos in particle physics, astrophysics, and cosmology, we focus on sterile neutrinos in the context of the Dark Matter puzzle. Here, we first review the physics motivation for sterile neutrino Dark Matter, based on challenges and tensions in purely cold Dark Matter scenarios. We then round out the discussion by critically summarizing all known constraints on sterile neutrino Dark Matter arising from astrophysical observations, laboratory experiments, and theoretical considerations. In this context, we provide a balanced discourse on the possibly positive signal from X-ray observations. Another focus of the paper concerns the construction of particle physics models, aiming to explain how sterile neutrinos of keV-scale masses could arise in concrete settings beyond the Standard Model of elementary particle physics. The paper ends with an extensive review of current and future astrophysical and laboratory searches, highlighting new ideas and their experimental challenges, as well as future perspectives for the discovery of sterile neutrinos.
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.