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通过大爆炸核合成约束 MeV 至 10 GeV 的 majoron

高能物理 - 唯象学 2024-07-02 v2 核理论

摘要

我们估算了质量范围在 1MeV1\,{\rm MeV}10GeV10\,{\rm GeV} 之间且主要衰变为标准模型中微子的 majoron 的大爆炸核合成(BBN)约束。当 majoron 的寿命短于 1sec1\,{\rm sec} 时,注入的中微子主要加热背景等离子体,这改变了光子温度与背景中微子温度之间的关系。当寿命长于 1sec1\,{\rm sec} 时,大部分注入的中微子直接贡献于质子到中子的转化。在这两种情况下,氘和氦的丰度都会增加,而来自氘的约束强于来自氦的约束。由于额外的中子,7Li^7{\rm Li} 的丰度会降低,但符合观测到的 7Li^7{\rm Li} 丰度的参数范围被氘约束所排除。我们还估算了其他宇宙学约束,并将其与 BBN 界限进行了比较。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.00687,
  title  = {Constraining MeV to 10 GeV majoron by Big Bang Nucleosynthesis},
  author = {Sanghyeon Chang and Sougata Ganguly and Tae Hyun Jung and Tae-Sun Park and Chang Sub Shin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.00687},
  year   = {2024}
}

备注

12 pages, 3 figures, v2: major revision made by including correct n/p conversion induced by modified thermal neutrinos, slight changes in the result, references added, version accepted in PRD