大爆炸核合成期间光子到轴子的转换

Antonio J. Cuesta; José I. Illana; Manuel Masip

大爆炸核合成期间光子到轴子的转换

高能物理 - 唯象学 2023-11-20 v3 宇宙学与河外天体物理高能物理 - 理论

作者: Antonio J. Cuesta , José I. Illana , Manuel Masip

摘要

我们研究了在温度 $\bar{T}=25$ - $65$ keV 下，一部分 CMB 光子共振转换为类轴子 majoron 如何影响 BBN。该情景假设存在原初磁场，且 majoron 在 $T\approx 1$ eV 时衰变为中微子，曾被提出用以解决 $H_0$ 张力。我们发现两个主要效应。首先，由于我们在 $\bar{T}$ 处将光子损失给 majoron，重子与光子之比在 BBN 开始时 $(T>\bar{T})$ 小于退耦和结构形成期间（ $T\ll \bar{T}$ ）。这缓解了观测到的氘丰度与标准 $\Lambda$ CDM 模型预测值之间 $2\sigma$ 的不匹配。其次，由于该转换意味着 BBN 最终阶段 CMB 温度的骤降，它中断了锂和铍的合成并降低了它们的最终丰度，可能缓解锂问题。

关键词

大爆炸核合成光子到轴子转换 majoron 原初磁场 H0 张力锂问题 CMB 光子

引用

@article{arxiv.2305.16838,
  title  = {Photon to axion conversion during Big Bang Nucleosynthesis},
  author = {Antonio J. Cuesta and José I. Illana and Manuel Masip},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.16838},
  year   = {2023}
}

备注

12 pages, 3 figures; new section added, matches version accepted by JCAP

大爆炸核合成期间光子到轴子的转换

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关键词

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