变基本常数下的原初核合成：锂问题与氘不符的解决之道
宇宙学与河外天体物理
2021-09-08 v1 高能物理 - 唯象学
摘要
原初核合成的成功一直受限于长期存在的锂问题。我们利用对相关理论参数（包括自然基本常数的变化）对原初核合成影响的一种自洽微扰分析，在最新观测与理论建模的背景下探讨该问题及其可能的解。我们量化了解决锂问题所需的耗尽量，并表明恒星中化学元素的输运过程能够解释该耗尽。具体而言，原子扩散、自转与穿透对流的组合使我们能够从原初锂丰度出发，重现星族 II 恒星的锂表面丰度。我们还表明，即使存在此耗尽因子，精细结构常数在该时期的取值仍偏好比当前实验室值大相对变化百万分之几，统计显著性为二至三个标准差水平。这一偏好由最近注意到的由宇宙微波背景与原初核合成分析推断的重子-光子比（或等价地氘丰度）最佳拟合值之间的不符所驱动，且在很大程度上对氦-4 丰度不敏感。因此我们得出结论：锂问题很可能具有天体物理解，而氘不符则提供了新物理的可能线索。
引用
@article{arxiv.2106.13989,
title = {Primordial nucleosynthesis with varying fundamental constants: Solutions to the Lithium problem and the Deuterium discrepancy},
author = {M. Deal and C. J. A. P. Martins},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.13989},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 7 figures, Astronomy & Astrophysics (in press)