原初 ${\alpha} + d \to {}^{6}{\rm Li} + \gamma$ 反应与第二锂问题

在大爆炸期间，${}^{6}{\rm Li}$ 通过 ${}^{2}{\rm H}(\alpha,\gamma){}^{6}{\rm Li}$ 反应合成。在近25年试图在实验室大爆炸能区测量 ${}^{2}{\rm H}(\alpha,\gamma){}^{6}{\rm Li}$ 反应未果后，最近 LUNA 合作组首次成功在两个不同大爆炸能区进行了测量 [M. Anders {\it et al.}, Phys. Rev. Lett. {\bf 113}, 042501 (2014)]。本文讨论如何改进直接实验的精度。为此，在势模型中计算了光子的角分布。它包含电偶极和电四极跃迁及其干涉的贡献，这极大地改变了光子的角分布。在不同大爆炸能区计算得到的分布均在 $\sim 50^{\circ}$ 处有一个单峰。这些计算为测量 ${}^{2}{\rm H}(\alpha,\gamma){}^{6}{\rm Li}$ 反应提供了最佳运动学条件。通过对光子的立体角积分微分截面，推导了总截面和天体物理因子的表达式。LUNA 数据与我们使用势方法结合 ${}^{6}{\rm Li} \to \alpha +d$ 的成熟渐近归一化系数所得计算极为吻合。给出了可用的 $S_{24}$ 天体物理因子实验数据与不同计算的比较。根据 LUNA 数据和当前分析得到的大爆炸锂同位素比 ${}^{6}{\rm Li}/^{7}{\rm Li} = (1.5 \pm 0.3)\times 10^{-5}$，在标准大爆炸模型与观测数据不一致的背景下进行了讨论，这构成了第二锂问题。