中微子振荡参数的更一般大爆炸核合成约束——放宽还是加强

我讨论了在振荡前 nu_s 非零布居 delta N_s>0 的更一般情况下，具有非平衡 nu_e<->nu_s 振荡的大爆炸核合成（BBN）。我计算了在 nu_e<->nu_s 振荡存在下，对于 nu_s 态的不同初始布居 0<=delta N_s<=1 以及全范围振荡参数的 He-4 原始产率 Y_p(delta N_s)。非零 delta N_s 对 He-4 有双重影响：(i) 它增强了能量密度，从而增加了宇宙膨胀速率，导致 Y_p 过产；(ii) 它抑制了振荡对 BBN 的动力学效应，即由 nu_e 能谱畸变和振荡产生的中微子-反中微子不对称性引起的 BBN 前核子动力学效应，导致 Y_p 过产减少。根据振荡参数，一种或另一种效应可能占主导，相应地导致宇宙学约束的放宽或随着 delta N_s 的增加而加强。我计算了对应于 3% Y_p 过产、针对不同 nu_s 初始布居的 nu_e<->nu_s 振荡参数的更一般 BBN 约束。先前的 BBN 约束是在假设振荡前无菌态为空的情况下导出的。该情况下的宇宙学约束随着 delta N_s 值的增加而加强。