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Il Nuovo Cimento C

, Volume 8, Issue 4, pp 450–460 | Cite as

Bounds on the neutrino mass from the dark matter in the universe

  • C. Castagnoli
  • P. Galeotti
Article

Summary

The problem of the missing matter in the Universe is reviewed and discussed in terms of massive neutrinos. The primordial abundances of light elements produced during the big bang nucleosynthesis can be used to determine firm bounds on the number of neutrino flavours and on the ratio of baryon to photon densities in the Universe. These limits imply that nonbaryonic matter is the dominant constituent of large-scale cosmic structures, being massive neutrinos the best guess for such a matter. In order that the Universe be closed, a value of the neutrino rest mass is derived, which agrees with the bounds obtained from the dynamics of galaxies and clusters of galaxies. It is also shown that density perturbations can hardly grow in a nucleon-dominated Universe, and massive neutrinos may be the seed for nucleon condensations. All these astrophysical and cosmological considerations suggest a lower and an upper bound of the neutrino rest mass.

PACS. 94.40

Cosmic rays 

Riassunto

Il problema della massa mancante nell'Universo è discusso in termini di neutrini massivi. L'abbondanza primordiale degli elementi leggeri prodotti durante la nucleosintesi del big bang può essere usata per determinare un limite nel numero dei neutrini e nel rapporto barioni/fotoni nell'Universo. Questi limiti implicano che la materia non barionica è il costituente dominante le strutture cosmiche su larga scala, ed i neutrini massivi sono i migliori candidati per tale materia. Si ottiene un valore della massa neutrinica necessaria per la chiusura dell'Universo, valore in accordo con i limiti ottenuti dalla dinamica di galassie e clusters. Si mostra inoltre che perturbazioni di densità possono difficilmente sorgere in un universo dominato dai nucleoni e i neutrini massivi possono favorire la condensazione nucleonica. Queste considerazioni cosmologiche e astrofisiche indicano alcuni limiti sulla massa neutrinica.

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Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1985

Authors and Affiliations

  • C. Castagnoli
    • 1
    • 2
  • P. Galeotti
    • 1
    • 2
  1. 1.Istituto di Cosmogeofisica del C.N.R.TorinoItalia
  2. 2.Istituto di Fisica Generale dell'UniversitàTorinoItalia

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