具有稳定 $^8$Be 的大爆炸核合成及原初锂问题

Richard T. Scherrer; Robert J. Scherrer

doi:10.1103/PhysRevD.96.083507

具有稳定 $^8$Be 的大爆炸核合成及原初锂问题

宇宙学与河外天体物理 2017-10-11 v3 高能物理 - 唯象学核理论

作者: Richard T. Scherrer , Robert J. Scherrer

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摘要

自然基本常数的改变或早期宇宙中的等离子体效应可能使 $^8$ Be 稳定而不衰变为两个 $^4$ He 核。Coc 等人以 $B_8$ （两个 $^4$ He 核与一个 $^8$ Be 核之间的质量差）为函数研究了这一效应对大爆炸核合成的影响，发现当 $B_8 \le 100$ keV 时没有影响。在此我们研究具有更大 $B_8$ 的稳定 $^8$ Be，并允许 $^4$ He + $^4$ He $\longrightarrow$ $^8$ Be 的速率变化，以确定产生显著效应的阈值。我们发现对于 $B_8 < 1$ MeV，标准大爆炸核合成没有变化。对于 $B_8 \gtrsim 1$ MeV 且反应速率足够大时，相当大比例的 $^4$ He 被烧成 $^8$ Be，当 $B_8$ 取当前值时， $^8$ Be 又裂变回 $^4$ He，使得原初 $^4$ He 丰度保持不变。然而，这种对 $^4$ He 的隔离导致原初 $^7$ Li 丰度降低。对于类似于当前（未束缚 $^8$ Be）情形计算出的反应速率，可以得到与观测推断值一致的原初 $^7$ Li 丰度。即使在此研究的最大结合能和最大反应速率下，也只有一小部分 $^8$ Be 被烧成更重的元素，这与早期研究一致。在我们所检验的任何模型中，预言的氘丰度均无变化。

关键词

大爆炸核合成稳定 8Be 原初锂问题基本常数等离子体效应氦丰度氘丰度

引用

@article{arxiv.1707.03852,
  title  = {Big Bang Nucleosynthesis with Stable $^8$Be and the Primordial Lithium Problem},
  author = {Richard T. Scherrer and Robert J. Scherrer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1707.03852},
  year   = {2017}
}

备注

7 pages, 2 figures, expanded discussion of 8Be binding energy, added reference, to appear in Phys. Rev. D

具有稳定 $^8$Be 的大爆炸核合成及原初锂问题

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关键词

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