大爆炸核合成与氦同位素比
宇宙学与河外天体物理
2015-10-13 v1 核实验
摘要
寻找大爆炸核合成期间偏离标准模型物理学的传统方法，涉及对由氦组成的重子质量分数进行仔细且微妙的测量。最近对该量的测量初步支持了超越标准模型的新物理学，但从历史上看，这种方法一直受到隐藏的系统不确定性的影响。在这封信中，我表明，对原初氘丰度和原初氦同位素比的组合测量有潜力为超越标准模型的新物理学提供互补且可靠的探针。使用最近对原初氘丰度的测定，并假设测量的太阳前 3He/4He 陨石丰度反映了原初值，可以对有效中微子种类数设定界限，即 Neff(BBN) = 3.01 (+0.95 -0.76，置信度为 95%)。尽管该 Neff 值支持标准模型，但目前尚不清楚太阳前 3He/4He 比是否反映了原初值。在近乎原始环境中对氦同位素比进行新的天体物理测量，加上几个重要核反应（其中一些已在尝试中）的更新计算值和实验值，将导致对可能偏离标准模型的严格得多的限制。为此，我描述了一种分析策略，用于测量附近低金属丰度 H II 区域发射的 3He I 通量。所提出的技术可以在下一代大型望远镜上尝试，并且在具有宁静动力学的贫金属 H II 区域中将更容易实现。
引用
@article{arxiv.1510.02801,
title = {Big Bang Nucleosynthesis and the Helium Isotope Ratio},
author = {Ryan Cooke},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.02801},
year = {2015}
}
备注
5 pages, 2 figures, Accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters