具有大 Higgs 凝聚的宇宙弦的大爆炸核合成与伽马射线约束

我们考虑了宇宙弦发射 Higgs 粒子所带来的约束，假设弦具有量级为弦质量尺度的 Higgs 凝聚，且凝聚能量的一部分可在尖点附近转化为辐射。衰变 Higgs 粒子的能量注入影响了标准大爆炸核合成 (BBN) 预测的轻元素丰度，同时也对当今宇宙中的弥漫伽马射线背景 (DGRB) 有所贡献。我们考察了两种主要的弦情景（Nambu-Goto 和场论），发现原始氦丰度在 NG 情景中对弦张力及发射过程效率构成了强烈约束，而在 FT 情景中最强的 BBN 约束来自氘丰度。Fermi-LAT 对 DGRB 的测量对场论情景的约束比此前基于 EGRET 数据的估计更为严格，要求弦张力 $\mu$ 与牛顿常数 $G$ 的乘积满足 $G\mu < 2.7\times10^{-11}\beta_{ft}^{-2}$，其中 $\beta_{ft}^2$ 是弦能量转化为 Higgs 粒子的比例。