磁场耗散对原初锂丰度的影响

我们研究了原初磁场的耗散效应对原初元素丰度的影响。当磁场重联时，其能量转化为带电粒子的动能，正如对到达地球的太阳高能粒子所观测到的那样。这会加速宇宙背景核，而高能核诱发非热反应。由大爆炸核合成期间非热反应的理论计算导出了对耗散的约束。我们发现，若在电子—正电子湮灭纪元之后有 0.01–0.1% 的宇宙能量密度被用于核加速，则对 Li 和 D 丰度的观测可以得到解释。如此幅度的磁场重联产生外向喷流，其整体速度演化为适合宇宙射线（CR）核能量为 0.1–1 MeV 的值，这是成功进行 CR 核合成所必需的。因此，原初磁场耗散期间宇宙背景核的加速是一种可能的软宇宙射线产生机制，而软宇宙射线已被提出作为宇宙 Li 问题的解。在无需奇异物理所提出的解中，只有此处提出的耗散磁场模型能同时解释低 Li 和高 D 丰度的观测。我们的结果表明，早期宇宙中强磁场的印记已在原初元素丰度中被观测到。