利用 Ia 型超新星光变曲线检验费米耦合常数的时间变化

在标准模型中，费米耦合常数 $G_F$ 设定了电弱衰变的强度。我们尝试一种方法来约束费米耦合常数 $G_F$ 的时间变化。为探测之，Ia 型超新星（SNe Ia）光变曲线被用作跨红移的可靠原初核合成事件源。我们利用了若干研究，其表明在 SNe Ia 爆炸后的初始阶段，$^{56}Ni \rightarrow ^{56}Co \rightarrow ^{56}Fe$ 的电弱衰变是为 SNe Ia 光变曲线供能的关键贡献者。因此我们使用了 Pan-STARRS 超新星目录，其具有 1169 条超新星光变曲线，涵盖 $g$、$r$、$i$ 与 $z$ 光谱滤光片。光变曲线视星等在峰值后的下降（在 SNe 静止系中）与原初核合成的电弱衰变率相关。进而，衰变率与 $G_F$ 相关。为使分析独立于宇宙学模型，我们使用了哈勃参数测量与非参数统计方法高斯过程。我们的研究暗示 $G_F$ 存在微小但有限的时间变化，并利用分布在红移范围 $0<z<0.75$ 的数据集对费米耦合常数分数变化的当前值给出了强上限，即 $\dfrac{\dot G_F}{G_F}\big\rvert_{z=0} \approx 10^{-11} yr^{-1}$。