基于 CO 电子吸收对质子-电子质量比宇宙学变化的限制

为了搜寻质子-电子质量比 $\mu$ 在宇宙学时间尺度上可能的变分，我们首次研究了在红移 $z_{abs} \simeq 2.69$ 处、朝向背景类星体 SDSS J123714.60+064759.5 (J1237+0647) 的亚阻尼 Lyman-$\alpha$ 吸收体中的一氧化碳（CO）吸收。观测使用甚大望远镜/紫外与可见光阶梯光栅光谱仪（Very Large Telescope/Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph）进行，在 $\sim 5000$ \AA 处信噪比为每像素 2.5 kms$^{-1}$ 下 40。在该吸收体中探测到十三条 CO 振动带：A$^{1}\Pi$ - X$^{1}\Sigma^{+}$ ($\nu'$,0)（$\nu' = 0 - 8$）、B$^{1}\Sigma^{+}$ - X$^{1}\Sigma^{+}$ (0,0)、C$^{1}\Sigma^{+}$ - X$^{1}\Sigma^{+}$ (0,0) 和 E$^{1}\Pi$ - X$^{1}\Sigma^{+}$ (0,0) 单重态-单重态带，以及 d$^{3}\Delta$ - X$^{1}\Sigma^{+}$ (5,0) 单重态-三重态带。我们呈现了一个更新后的数据库，包含用于 $\mu$ 变分分析所需的最精确分子输入，针对转动能级 $J = 0 - 5$，由跃迁波长、振子强度、自然寿命阻尼参数以及对质子-电子质量比变分的灵敏度系数组成。使用一种综合拟合方法一次性拟合所有 CO 带，并仅从 CO 推导出了独立限制 $\Delta\mu/\mu = (0.7 \pm 1.6_{stat} \pm 0.5_{syst}) \times 10^{-5}$。在同一 J1237+0647 吸收体中使用分子氢和 CO 的联合分析给出了关于相对变分 $\Delta\mu/\mu = (-5.6 \pm 5.6_{stat} \pm 3.1_{syst}) \times 10^{-6}$ 的最终限制，这与回溯时间约 $11.4$ Gyrs 内无变化相一致。