$\alpha + d \rightarrow ~ ^6\mathrm{Li} + \gamma $ 天体物理 $S$ 因子及其对大爆炸核合成的影响

研究了 $\alpha+d\rightarrow\, ^6{\rm Li}+\gamma$ 辐射俘获以预测 $^6$Li 的原始丰度。在二体框架内，$\alpha$ 粒子和氘核被视为 $^6$Li 的无结构组成部分。使用了五个 $\alpha+d$ 势来求解二体问题：其中四个取自文献，只有一个包含张量分量。这里构建了第五个模型，除了再现 $^6$Li 的静态性质（如结合能、磁偶极矩和电四极矩）外，还能再现 $S$ 态渐近归一化系数（ANC）。采用不同技术求解了二体束缚态和散射问题，以最小化本研究结果的数值不确定性。使用了长波近似，因此仅保留了电偶极和电四极算符。发现天体物理 $S$ 因子对 ANC 显著敏感，但在所有情况下均与现有实验数据吻合良好。当使用再现 ANC 的势时，理论不确定性估计为百分之几的数量级，但当保留所有五个势模型时，不确定性增加至 $\simeq 20$%。使用公开代码 PArthENoPE 研究了该 $S$ 因子预测对 $^6$Li 原始丰度的影响。对于本文考虑的五个模型，我们发现 $^6{\rm Li}/$H$= (0.9 - 1.8) \times 10^{-14}$，其中重子密度参数处于 Planck 2015 分析的 3-$\sigma$ 范围内，$\Omega_b h^2= 0.02226 \pm 0.00023$。