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中微子统计与大爆炸核合

天体物理学 2010-12-09 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

中微子可能违反自旋-统计定理,因而服从玻色统计或混合统计,尽管其自旋为半整数。我们推导了依赖单个费米-玻色参数 κ\kappa 的中微子广义平衡分布函数,其在 κ\kappa 从 -1 变化至 +1 时连续插值于玻色分布与费米-狄拉克分布之间。我们考察了在玻色或准玻色中微子存在下进行的大爆炸核合 (BBN) 的修改。在纯玻色中微子情况下,与常规费米-狄拉克情况相比,4He 丰度变化为 -3.2%(相当于有效中微子数目 ΔNν=0.6\Delta N_\nu = -0.6 的减小),2H 丰度增加 +2.6%,7Li 丰度减小 -7%。这些变化有助于更好地拟合 BBN 数据。未来的 BBN 研究将能够将费米-玻色参数限制在 κ>0.5\kappa > 0.5,若未发现中微子偏离费米-狄拉克本质的现象。我们还评估了未来 CMB 和大尺度结构 (LSS) 观测对费米-玻色参数的灵敏度。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0503612,
  title  = {Neutrino statistics and big bang nucleosynthesis},
  author = {A. D. Dolgov and S. H. Hansen and A. Yu. Smirnov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0503612},
  year   = {2010}
}

备注

11 pages, 3 figures, matches version in JCAP, discussion and references extended slightly