带衰变τ味 neutrino 的原始核合成

本文对不稳定τ味 neutrino 对原始核合成的影响进行了全面研究。标准核合成代码被修改，以允许一种具有质量的衰变τ neutrino，其子女产物包括 neutrino、光子、$e^\pm$ 对和/或非相互作用（幽默）子女产物。τ味 neutrino 衰变对原始核合成影响三个不同方式：(i) 衰变τ neutrino 及其子女产物的能量密度影响膨胀速率，倾向于增加$^4$He、D和$^3$He的产生；(ii) 电磁（EM）衰变产物加热EM等离子体，稀释质子-光子比，倾向于减少$^4$He的产生并增加D和$^3$He的产生；(iii) 由τ neutrino 衰变产生的电子 neutrino 和反 neutrino 增加支配中子-质子比的弱相互作用速率，导致在寿命较短（$\la 30\sec$）且质量小于约$10\MeV$时减少$^4$He的产生，而在寿命较长或质量较大时增加$^4$He的产生。衰变τ neutrino 对原始核合成产量以及随之而来的质量-寿命限制在衰变模式方面至关重要。我们识别出四种通用衰变模式，以括紧更广泛的可能性范围。