Sterile neutrinos and their roles in particles physics and cosmology

³ÑÆÇÓÉÂÐËÇ 1. £ÄÇÆÇÐËÇ (545).2. ®ÇØÂÐËÊÏ ÒÑÎÖÚÇÐËâ ÏÂÔÔ ÂÍÕËÄÐÞÏË ÐÇÌÕÓËÐÑ (546).3. ¶ÇÐÑÏÇÐÑÎÑÅËâ Ë ÍÑÔÏÑÎÑÅËÚÇÔÍËÇ ÒÓÑâÄÎÇÐËâ ÔÕÇÓËÎßÐÞØ ÐÇÌÕ-ÓËÐÑ (548).3.1.®ÂÔÔ ÔÕÇÓËÎßÐÑÅÑ ÐÇÌÕÓËÐÑ Ä ËÐÕÇÓÄÂÎÇ 10 9 À10 15 ¤à£.3.2.®ÂÔÔ ÔÕÇÓËÎßÐÑÅÑ ÐÇÌÕÓËÐÑ Ä ËÐÕÇÓÄÂÎÇ 10 2 À10 9 ¤à£.3.3.®ÂÔÔ ÔÕÇÓËÎßÐÑÅÑ ÐÇÌÕÓËÐÑ Ä ËÐÕÇÓÄÂÎÇ 1 Í࣠ë 10 2 ¤à£.3.4.®ÂÔÔ ÔÕÇÓËÎßÐÑÅÑ ÐÇÌÕÓËÐÑ Ä ËÐÕÇÓÄÂÎÇ 1 ࣠ë 1 Íà£. 4. ©ÂÍÎáÚÇÐËÇ (553).³ÒËÔÑÍ ÎËÕÇÓÂÕÖÓÞ (554).1. £ÄÇÆÇÐËÇ ®ÑÆÇÎË ÔÑ ÔÕÇÓËÎßÐÞÏË ÐÇÌÕÓËÐÑ ×ÑÓÏËÓÖáÕ ÑÆÐÑ ËÊ ÐÂËÃÑÎÇÇ ÂÍÕËÄÐÑ ÓÂÊÄËÄÂÇÏÞØ ÐÂÒÓÂÄÎÇÐËÌ ÓÂÔÛËÓÇÐËâ ³ÕÂÐÆÂÓÕÐÑÌ ÏÑÆÇÎË ×ËÊËÍË àÎÇÏÇÐÕÂÓÐÞØ ÚÂÔÕËÙ (³®), (ÔÏ., ÐÂÒÓËÏÇÓ, [1, 2]).²ÇÚß ËÆÈÕ Ñ ÐÑÄÞØ ×ÇÓÏËÑÐÐÞØ ÔÕÇÒÇÐâØ ÔÄÑÃÑÆÞ, ÐÇ ÊÂÓâÉÇÐÐÞØ ÒÑ ÍÂÎËÃÓÑÄÑÚÐÑÌ ÅÓÖÒÒÇ ³®, SU3 c  SU2 W  U1 Y , ÑÕÔáÆÂ Ë ÒÓËÎÂÅÂ-ÕÇÎßÐÑÇ ÔÕÇÓËÎßÐÞÇ.¿ÕË ×ÇÓÏËÑÐÞ ÐÂÊÞÄÂáÕ ÐÇÌÕÓËÐÑ, ÒÑÔÍÑÎßÍÖ ÑÐË ÔÏÇÛËÄÂáÕÔâ Ô ÐÇÌÕÓËÐÑ ³® (ËÎË ÂÍÕËÄ-ÐÞÏË ÐÇÌÕÓËÐÑ), ÚÕÑ ÆÂÈÕ ÒÑÔÎÇÆÐËÏ ÏÂÔÔÖ Ë ÔÏÇÛËÄÂÐËÇ ÏÇÉÆÖ ÐÇÌÕÓËÐÑ ÓÂÊÐÞØ ÕËÒÑÄ, ËÎË ÂÓÑÏÂÕÑÄ (ÐÇÌÕÓËÐÑ àÎÇÍÕÓÑÐÐÑÇ, ÏáÑÐÐÑÇ Ë ÕÂÖÑÐÐÑÇ), ÑÃÇÔÒÇÚËÄÂáÜÇÇ ÐÇÌÕÓËÐÐÞÇ ÑÔÙËÎÎâÙËË.±ÑÒÖÎâÓÐÑÔÕß àÕÑÅÑ ÐÂÒÓÂÄÎÇÐËâ ÑÃÖÔÎÑÄÎÇРÔÎÇ-ÆÖáÜËÏË ÒÓËÚËÐÂÏË.¿ÕÑ ÒÇÓÇÐÑÓÏËÓÖÇÏÑÇ ÑÃÑÃÜÇÐËÇ ³®: ÐÑÄÞÇ ÍÑÐÔÕÂÐÕÞ ÔÄâÊË ÃÇÊÓÂÊÏÇÓÐÞ Ë ÕÇÑÓËâ, ÍÂÍ Ë ÔÂÏ ³®, ÏÑÉÇÕ ÃÞÕß ÔÒÓÂÄÇÆÎËÄÑÌ ÒÓË ÏÂÔÛÕÂÃÂØ ÄÒÎÑÕß ÆÑ ÅÓÂÄËÕÂÙËÑÐÐÑÅÑ.¿ÕÑ ÑÚÇÐß "àÍÑÐÑÏÐÑÇ" ÑÃÑÃÜÇÐËÇ ³®: ÆÎâ ÑÃÝâÔÐÇÐËâ ÓÇÊÖÎßÕÂÕÑÄ àÍÔÒÇÓË-ÏÇÐÕÑÄ ÒÑ ÐÂÃÎáÆÇÐËá ÐÇÌÕÓËÐÐÞØ ÑÔÙËÎÎâÙËÌ ÆÑÔÕÂ-ÕÑÚÐÑ ÄÄÇÔÕË Ä ÓÂÔÔÏÑÕÓÇÐËÇ ÄÔÇÅÑ ÆÄ ÐÑÄÞØ ×ÇÓÏËÑРÏÂÌÑÓÂÐÑÄÔÍÑÅÑ ÕËÒÂ, ÚÕÑ ÆÑÃÂÄÎâÇÕ Ä ³® ÚÇÕÞÓÇ ÔÕÇÒÇÐË ÔÄÑÃÑÆÞ.±ÓËÚÈÏ ÊÐÂÚÇÐËâÏË ÏÑÆÇÎßÐÞØ ÒÂÓÂ-ÏÇÕÓÑÄ ÏÑÉÐÑ ÓÂÔÒÑÓâÆËÕßÔâ ÕÂÍ, ÚÕÑÃÞ ÑÃÝâÔÐËÕß ÐÇ ÕÑÎßÍÑ ÑÔÙËÎÎâÙËË, ÐÑ Ë ÃÂÓËÑÐÐÖá ÂÔËÏÏÇÕÓËá £ÔÇ-ÎÇÐÐÑÌ ÚÇÓÇÊ ÏÇØÂÐËÊÏ ÎÇÒÕÑÅÇÐÇÊËÔÂ Ä ÒÇÓÄËÚÐÑÌ ÒÎÂÊ-ÏÇ (ÏÂÔÔÑÄÞÇ ÔÎÂÅÂÇÏÞÇ ÏÂÌÑÓÂÐÑÄÔÍÑÅÑ ÕËÒ ÐÂÓÖ-ÛÂáÕ ÎÇÒÕÑÐÐÑÇ ÚËÔÎÑ).±ÓË ÕÂÍÑÏ ÑÃÑÃÜÇÐËË ÎËÛß ÆÄ ËÊ ÕÓÈØ ÂÍÕËÄÐÞØ ÐÇÌÕÓËÐÑ ÃÖÆÖÕ ÑÃÎÂÆÂÕß ÏÂÔÔÑÌ,  ÆÎâ ÒÓËÆÂÐËâ ÏÂÔÔÞ ÄÔÇÏ ÕÓÈÏ ÐÇÌÕÓËÐÑ ³® ÕÓÇ-ÃÖÇÕÔâ ÕÂÍÉÇ ÕÓË ÔÕÇÓËÎßÐÞØ ÐÇÌÕÓËÐÑ.£ àÕÑÏ ÔÎÖÚÂÇ ÑÍÂÊÞÄÂÇÕÔâ, ÚÕÑ ÆÎâ ÐÇÍÑÕÑÓÑÌ ÑÃÎÂÔÕË ÒÓÑÔÕÓÂÐÔÕÄ ÏÑÆÇÎßÐÞØ ÒÂÓÂÏÇÕÓÑÄ ÎÇÅÚÂÌÛÇÇ ËÊ ÕÓÈØ ÔÕÇÓËÎßÐÞØ ÐÇÌÕÓËÐÑ ÏÑÉÇÕ ÃÞÕß ÐÂÔÕÑÎßÍÑ ÆÑÎÅÑÉËÄÖÜËÏ, ÚÕÑ ÑÐÑ ÏÑÉÇÕ ÒÓÇÕÇÐÆÑÄÂÕß Ð ÓÑÎß ÚÂÔÕËÙÞ ÕÈÏÐÑÌ ÏÂ-ÕÇÓËË.´ÂÍËÏ ÑÃÓÂÊÑÏ, ÄÄÇÆÇÐËÇ Ä ³® ÎËÛß ÕÓÈØ ÏÂÌÑÓÂÐÑÄ-ÔÍËØ ÔËÐÅÎÇÕÐÞØ ×ÇÓÏËÑÐÑÄ ÆÑÔÕÂÕÑÚÐÑ ÆÎâ ÑÃÝâÔÐÇÐËâ ÔÓÂÊÖ ÕÓÈØ ÄÂÉÐÇÌÛËØ ×ÇÐÑÏÇÐÑÎÑÅËÚÇÔÍËØ ÒÓÑÃÎÇÏ ³® ì ÐÇÌÕÓËÐÐÞØ ÑÔÙËÎÎâÙËÌ, ÕÈÏÐÑÌ ÏÂÕÇÓËË Ë ÃÂ-ÓËÑÐÐÑÌ ÂÔËÏÏÇÕÓËË £ÔÇÎÇÐÐÑÌ ì Ä ÓÂÏÍÂØ ÇÆËÐÑÅÑ ÒÑÆØÑÆ [3].¯ÂÍÑÐÇÙ, ÐÇÔÍÑÎßÍÑ ÂÐÑÏÂÎßÐÞØ ÓÇÊÖÎßÕÂ-ÕÑÄ ÑÔÙËÎÎâÙËÑÐÐÞØ àÍÔÒÇÓËÏÇÐÕÑÄ (ÂÐÑÏÂÎËË LSND (Liquid Scintillator Neutrino Detector) [4, 5] Ë MiniBooNE (Mini Booster Neutrino Experiment) [6 ë 9], ÅÂÎÎËÇÄÂâ [10, 11] Ë ÓÇÂÍÕÑÓÐÂâ [12, 13] ÂÐÑÏÂÎËË) ÏÑÅÖÕ ÐÂÌÕË ÇÔÕÇ-ÔÕÄÇÐÐÑÇ ÑÃÝâÔÐÇÐËÇ ÍÂÍ ÑÔÙËÎÎâÙËË Ä ÔÕÇÓËÎßÐÞÇ ÐÇÌÕ-ÓËÐÑ Ô ÏÂÔÔÂÏË Ä ÑÃÎÂÔÕË 1 à£.£ ÑÃÜÇÏ ÔÎÖÚÂÇ Ão ÎßÛÂâ ÚÂÔÕß ÒÓÑÔÕÓÂÐÔÕÄ ÒÂÓÂ-ÏÇÕÓÑÄ ÏÑÆÇÎË ÐÇÆÑÔÕÖÒРÆÎâ ÒÓâÏÑÌ àÍÔÒÇÓËÏÇÐÕÂÎß-ÐÑÌ ÒÓÑÄÇÓÍË Ä ÑÃÑÊÓËÏÑÏ ÃÖÆÖÜÇÏ, ÚÕÑ ÒÓËÆÂÈÕ ÇÌ ÑÒÓÇÆÇÎÈÐÐÞÌ ÂÍÂÆÇÏËÊÏ.¬ÎáÚÇÄÞÏ ÒÂÓÂÏÇÕÓÑÏ ÊÆÇÔß âÄÎâÇÕÔâ ÏÂÔÛÕÂà ÏÂÔÔ ÔÕÇÓËÎßÐÞØ ÐÇÌÕÓËÐÑ.®ÑÉÐÑ ®ÂÌ 2014 Å. ´ÑÏ 184, å 5 µ ³ ± ¦ • ª ¶ ª © ª ¹ ¦ ³ ¬ ª • ¯¡ µ ¬ ¬°¯ ¶¦²¦¯¸ªª ª ³ª®±°©ªµ®½ ¬ 100-¦´ªÀ ³° ¥¯Á ²°¨¥¦¯ªÁ ¢.®.±°¯´¦¬°²£° ³ÕÇÓËÎßÐÞÇ ÐÇÌÕÓËÐÑ Ë ËØ ÓÑÎß Ä ×ËÊËÍÇ ÚÂÔÕËÙ Ë ÍÑÔÏÑÎÑÅËË ¥.³.¤ÑÓÃÖÐÑÄ ¥ÑÃÂÄÎÇÐËÇ Ä ×ËÊËÍÖ ÚÂÔÕËÙ ÐÑÄÞØ ×ÇÓÏËÑÐÑÄ, ÔËÐÅÎÇÕÐÞØ ÒÑ ÍÂÎËÃÓÑÄÑÚÐÑÌ ÅÓÖÒÒÇ ³ÕÂÐÆÂÓÕÐÑÌ ÏÑÆÇÎË, ÒÑÊÄÑÎâÇÕ Ô ÒÑÏÑÜßá ÏÇØÂÐËÊÏ "ÍÂÚÇÎË" (I ÕËÒÂ) ÒÑÎÖÚËÕß ÏÂÎÞÇ ÏÂÔÔÞ ÐÇÌÕÓËÐÑ Ë ÑÃÝâÔÐËÕß âÄÎÇÐËÇ ÐÇÌÕÓËÐÐÞØ ÑÔÙËÎÎâÙËÌ.±ÓË àÕÑÏ ÏÂÔÛÕÂà ÏÂÔÔ àÕËØ ×ÇÓÏËÑÐÑÄ (ÔÕÇÓËÎßÐÞØ ÐÇÌÕÓËÐÑ) âÄÎâÇÕÔâ ÔÄÑÃÑÆÐÞÏ ÒÂÓÂÏÇÕÓÑÏ, ÍÑÕÑÓÞÌ ÏÑÉÇÕ ÒÓËÐËÏÂÕß ÊÐÂÚÇÐËâ Ä ÛËÓÑÍÑÏ ÆËÂÒÂÊÑÐÇ ÑÕ ÐÇÔÍÑÎßÍËØ ÆÑÎÇÌ àÎÇÍÕÓÑÐÄÑÎßÕ ÆÑ 10 15 ¤à£.®ÂÔÛÕÂà ÏÂÔÔ ÑÒÓÇÆÇÎâÇÕ ÔÕÓÂÕÇÅËá ÒÓâÏÑÅÑ ÒÑËÔÍ àÕËØ ÚÂÔÕËÙ.£ ÊÂÄËÔËÏÑÔÕË ÑÕ ÏÂÔÛÕÂàÏÂÔÔ ÔÕÇÓËÎßÐÞÇ ÐÇÌÕÓËÐÑ ÏÑÅÖÕ ÑÍÂÊÞÄÂÕß ÄÎËâÐËÇ Ð ÓÂÊÄËÕËÇ £ÔÇÎÇÐÐÑÌ Ë ÃÞÕß ÑÕÄÇÕÔÕÄÇÐÐÞÏË Ê ÃÂÓËÑÐÐÖá ÂÔËÏÏÇÕÓËá £ÔÇÎÇÐÐÑÌ Ë âÄÎÇÐËÇ ÕÈÏÐÑÌ ÏÂÕÇÓËË.