瞬态非热粒子对大爆炸核合成的影响

通过允许一部分非热分布（NTD）随时间变化，使其仅在大爆炸核合成（BBN）演化的某一时段内起作用，我们研究了在 BBN 中引入少量元素非热分布的影响。该比例被建模为关于 $\log(T)$ 的高斯型函数，其中 $T$ 为宇宙温度，因此该函数由三个参数确定：中心时间位置、宽度与幅值。由于 NTD 的存在所引起的平均核反应速率的变化，被假设与麦克斯韦反应速率成正比，但温度为 $T_{\rm NTD} \equiv \zeta T$，$\zeta$ 为我们模型的另一个参数。通过在约五十万个点上扫描宽广的四维参数空间，我们找到了约 130 个满足 $\chi^2< 1$ 的点，在这些点上轻元素的预言原初丰度与观测一致。这些点的幅值参数 $\varepsilon_0$ 散布在从 $\varepsilon_0 \sim 10^{-19}$ 到 $\sim 10^{-1}$ 的极宽范围内，且 $\zeta$ 参数被发现与幅值参数 $\varepsilon_0$ 强相关。温度区域 $0.3\times 10^9 \mbox{K} \lesssim T \lesssim 0.4\times 10^9 \mbox{K}$ 或时间区域 $t\simeq 10^3$ s 似乎在降低 $\chi^2$ 中起着核心作用。