引力子暗物质情景中束缚态效应对轻元素丰度的影响
天体物理学
2009-11-11 v1 高能物理 - 唯象学
摘要
如果引力子是最轻的超对称粒子，而长寿命的次轻粒子(NSP)是τ轻子的带电伙伴——stau，那么它可能是亚稳态的，并与多个原子核形成束缚态。这些束缚态可能通过增强原本会受到强烈抑制的核反应率，从而影响Li6和Li7的宇宙学丰度。我们考虑了这些增强的反应率对宇宙大爆炸核合成(BBN)中产生的最终丰度的影响，包括BBN期间和之后电磁和强子能量的注入。我们计算了中性子和stau NSP的主要两体和三体衰变，并使用PYTHIA事件生成器和级联方程对电磁和强子衰变产物进行建模。通常，束缚态的引入会使轻元素丰度进一步偏离观测值；然而，在参数空间的小区域内，束缚态效应可以特别使锂丰度更好地符合观测。我们表明，在stau作为NSP且寿命长于10^3-10^4秒的区域，Li6和Li7的丰度远远超过观测允许的值。对于约1000秒的较短寿命，我们评论了在最小超对称和超引力模型中，stau衰变可能降低标准BBN值下的Li7丰度，同时增强Li6丰度的可能性。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0608562,
title = {Bound-State Effects on Light-Element Abundances in Gravitino Dark Matter Scenarios},
author = {Richard H. Cyburt and John Ellis and Brian D. Fields and Keith A. Olive and Vassilis C. Spanos},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0608562},
year = {2009}
}
备注
22 pages 6 figures