One fewer solution to the cosmological lithium problem
Oliver S. Kirsebom, Barry Davids
从最近的9Be（3He，t）9B测量的数据被用来排除一个可能的解决方案的宇宙学锂问题的基础上，传统的核物理。
Data from a recent 9Be(3He,t)9B measurement are used to rule out a possible solution to the cosmological lithium problem based on conventional nuclear physics.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Cahill's Cosmological Model Exacerbates The Primordial Lithium Problem And Creates New Problems For Primordial Deuterium And Helium
在最近的一篇文章R。T.卡希尔声称，基于他的“动态三维空间的新物理学”的宇宙学模型解决了CMB-BBN锂-7和氦-4丰度异常。本文指出，这一结论是错误的，是由于误解造成的。事实上，在这个非标准宇宙学模型中的原始核合成加剧了锂-7的问题，并为原始氦-4和氘创造了新的问题。
Mirror matter can alleviate the cosmological lithium problem
锂-7的丰度使宇宙学面临着一个长期存在的问题，即标准大爆炸核合成的预测与从宇宙微波背景观测中确定的重子密度之间的问题。本文研究镜像世界存在的影响，重点是中子可以振荡成镜像中子的模型。这样的机制允许有效的后期中子注入，其由于中子捕获的增加而引起铍-7的破坏的增加，然后导致最终锂-7丰度的降低。大爆炸核合成集的两种类型的中子之间的振荡时间和可能性，这样的机制来解决，或减轻，锂问题的限制被强调。
Cosmological Solutions to the Lithium Problem
原始锂的丰度来自于观测到的星系晕中贫金属恒星的光谱。然而，观测推断的丰度仍然是标准大爆炸核合成（BBN）预测的丰度的三分之一。解决这个难题的方法可以是天体物理学的（恒星在BBN之后摧毁锂），核反应（在BBN期间反应摧毁锂）或宇宙学的，即标准BBN之外的新物理学负责摧毁锂。在这里，我们概述了各种可能的宇宙学解决方案，以及它们的缺点。一方面，我们研究的物理过程，修改粒子的速度分布的可能性，从通常假设的麦克斯韦-玻尔兹曼统计。一个物理的理由，这是一个不均匀的空间分布域的原始磁场强度作为一种手段，以减少原始锂丰度。另一种可能性是与背景等离子体中的温和相对论性电子的散射将重子分布改变为类似费米-狄拉克分布的分布。我们表明，这两种可能性都不能充分解决锂的问题。一些替代的混合模型进行了讨论，包括混合中微子简并，统一的暗物质，轴子冷却，和存在的衰变和/或带电超对称粒子。
Resonant enhancement of nuclear reactions as a possible solution to the cosmological lithium problem
目前宇宙学锂丰度的理论预测与观测推断的值之间存在显著差异，其中大部分是在大爆炸期间以Be 7产生的。我们调查是否共振增强的Be 7燃烧反应可以减轻这种差异。我们在B 9中发现了一个窄核能级，E_{5/2^+} \simeq 16.7 MeV，该能级在实验上没有得到充分的研究，并且仅比Be 7 +d阈值高\sim 200 keV，这可能导致Be 7（d，γ）B 9和Be 7（d，p）αα反应的共振增强。我们确定了导致宇宙学锂丰度显著减少的氘分离宽度Γ d与共振能量范围E_r之间的关系，发现（E_r，~Γ_{d}）\simeq（170-220，~10-40）keV可以消除电流差异。只有当电子进入通道的相互作用半径非常大时，才能在该共振能量下获得如此大的宽度，a_{27} \ge 9 fm。我们的研究结果还表明，在专门的核实验和理论工作，以澄清所发挥的作用，这种共振，目前保守的BBN预测锂丰度应携带显着更大的误差棒，[Li 7/H]_{ \rm BBN} =（2.5-6）\times 10^{-10}。
The Cosmological Lithium Problem Revisited
在简要回顾了宇宙学锂问题之后，我们报告了我们在德克萨斯A&M大学（商业与学院站）的小组最近试图找到理论解决方案的一些尝试。我们将讨论我们的研究对电子屏蔽的理论描述，平行宇宙的暗物质的可能存在，以及在大爆炸核合成时期使用非广泛的统计。最后，我们讨论了核物理领域内可能的解决方案。最近的测量的影响，相关的核反应截面的大爆炸核合成的间接方法的基础上进行评估。虽然我们的尝试可能无法解释观测到的理论和观测之间的差异，他们建议的理论发展，也可以用于恒星核合成。
Non-Extensive Statistics, New Solution to the Cosmological Lithium Problem
在原始的大爆炸核合成（BBN）中，只有最轻的核素（D、$^3$ He、$^4$ He和$^7$ Li）以可观的数量被合成，这些遗迹为我们提供了了解早期宇宙的独特窗口。目前，BBN模拟给出的理论和观测到的D和$^4$ He丰度之间的一致性是可以接受的，但它仍然很难调和预测的$^7$ Li丰度与观测的星系晕星。BBN模型高估了原始$^7$锂的丰度约三倍，即所谓的宇宙学锂问题，这是BBN中一个长期悬而未决的问题。在过去的几十年里，人们付出了巨大的努力，然而，常规核物理似乎无法解决这个问题。大爆炸等离子体中原子核的速度分布通常被假定为经典的麦克斯韦-玻尔兹曼（MB）分布。在这项工作中，我们已经彻底调查的影响，非广泛的Tsallis统计（偏离MB）热核反应速率参与标准模型的BBN。结果表明，通过引入非广延参数$q$，预测的D、$^4$ He和$^7$ Li的原始丰度与观测值吻合得很好.我们发现，在大爆炸等离子体中，原子核的速度确实违反了经典的Maxwell-Boltzmann（MB）分布，其偏差很小，约为6.3- 8.2%。因此，我们第一次在没有引入任何神秘理论的情况下找到了宇宙学锂问题的新解决方案。此外，还应探索其他外来高温和高密度天体物理环境中非广延统计的含义，这可能为重元素的核合成提供新的见解。
The ups and downs of inferred cosmological lithium
本文综述宇宙锂问题的恒星层面，指出原子扩散或可解释表面锂耗损，但对流边界混合仍难预测，并指出锂-6推断丰度近乎消失。
Non-extensive Statistics Solution to the Cosmological Lithium Problem
大爆炸核合成（BBN）理论预言了早期宇宙中产生的轻元素D、$^3$ He、$^4$ He和$^7$ Li的丰度。从观测数据中推断的D和$^4$ He的原始丰度与预测吻合得很好，然而，BBN理论高估了原始$^7$ Li丰度约3倍。这就是所谓的“宇宙锂问题”。在过去的几十年里，使用传统的天体物理学和核物理学来解决这个问题并不成功，这可能表明在BBN时代出现了新的物理学。我们已经研究了采用广义分布来描述的Tsallis非广延统计框架中的核子速度的BBN预测的影响。该广义速度分布由参数$q$表征，并且对于$q$ = 1简化为通常假设的麦克斯韦-玻尔兹曼分布。我们发现预测和观察到的原始丰度的D，$^4$他和$^7$锂$1.069\leq q \leq 1.082$之间的协议，提出了一个可能的新的宇宙学锂问题的解决方案。
The cosmological lithium problem, varying constants and the $H_0$ tension
在这项工作中，我们表明，宇宙学的锂问题和$H_0$张力可以缓解在同一时间，通过允许的基本常数的变化。以精细结构常数、希格斯真空期望值和牛顿常数为自由参数，计算了大爆炸核合成过程中轻元素的原始丰度。利用丰度的观测数据，我们对基本常数的变化进行了约束。用有效相对论性粒子数对结果的解释给出了$N_{\rm eff}=4.04\pm0.12$。如果考虑到这个$N_{\rm eff}$外推{ \sffamily Planck}的拟合，那么推断出的哈勃常数的值会移动到$H_0=(71.85\pm0.77)\,\text{km}\,\text{s}^{-1} \text{Mpc}^{-1}$，与当前的直接测定相兼容。
Metastable GeV-scale particles as a solution to the cosmological lithium problem
7 Li的观测与大爆炸核合成（BBN）中的丰度预测之间的持续差异已经成为标准宇宙学和天体物理学图像的挑战。我们指出，GeV尺度的亚稳粒子X的衰变可能会显着降低BBN值下降到一个水平，在该水平上，它是与观测相协调。当衰变发生在带电的π介子和K介子上时，最有效的还原发生在它们与质子的电荷交换反应之后。类似地，如果X衰变为μ子，次级电子反中微子也会产生类似的效应。我们认为这些机制在不同类别的新的GeV尺度部门的可行性，并发现几个最小的扩展标准模型与亚稳矢量和/或标量粒子是能够解决宇宙学锂问题。这样的光态可能是解释最近宇宙射线异常的关键，并且可以在各种高强度中等能量实验中寻找。
Resonant Destruction as a Possible Solution to the Cosmological Lithium Problem
我们探讨了一个核物理分辨率之间的差异预测标准大爆炸核合成（BBN）丰度7 Li和它的观测测定贫金属恒星。假设重子-光子比eta_wmap由WMAP确定，理论7 Li丰度比观测值大3-4倍。如果由于新的核反应通道或对现有通道的向上修正而发生A=7同位素的额外破坏，则7 Li问题可以在标准BBN图片内解决。这可以通过错过共振核反应来实现，这是我们在这里考虑的可能性。我们发现了一些潜在的候选共振，可以解决锂的问题，并指定其所需的共振能量和宽度。例如，10 C的1^-或2^-激发态位于其基态之上约15.0 MeV，有效宽度为10 keV，可以解决7 Li问题;这种激发态的存在需要实验验证。使用已知状态的其他示例包括7 Be +t \rightarrow 10 B（18.80 MeV）和7 Be +d \rightarrow 9 B（16.71 MeV）。对于所有这些状态，需要大的沟道半径（α> 10 μ m）以给出足够大的宽度。这些反应强度的实验测定需要排除或确认锂问题的这些核物理解决方案。
A loophole to the universal photon spectrum in electromagnetic cascades: application to the "cosmological lithium problem"
光子背景上的电磁级联的标准理论预测了由此产生的非热光子谱的准普适形状。这已经被应用到非常不同的领域，包括非热大爆炸核合成（BBN）。然而，一旦注入的光子的能量下降到对产生阈值以下，光谱形状就会非常不同，这是过去文献中忽略的事实。这个漏洞可能有重要的现象学后果，因为它一般改变了BBN边界上的非热遗迹：例如，它允许重新打开的可能性，纯电磁解决方案的所谓的“宇宙学锂问题”，这被认为是排除在其他宇宙学约束。我们证明了这一点的原理的例子和一个简单的粒子物理模型，与以前的文献相比。
New Thermonuclear Rate of 7Li(d,n)24He relevant to the Cosmological Lithium Problem
精确的~ 7 Li（d，n）~（24）He热核反应反应速率对于精确预测锂和铍的原始丰度以及探索超越基础物理和标准宇宙学模型的奥秘至关重要。然而，目前在大爆炸核合成（BBN）模拟中广泛使用的7 Li（d，n）24 He的反应速率仍然存在不确定性。在这项工作中，我们重新评估7 Li（d，n）24 He反应速率使用的三个近阈值的9 Be激发态的实验测量的最新数据。我们第一次提出了直接受实验约束的不确定性。此外，我们考虑到第一次的贡献在16.671兆电子伏的9 Be的亚阈值共振。我们得到一个7 Li（d，n）24 He率，这是整体小于以前的估计约60倍，在典型的原始核合成的发病温度。我们实现了我们的新速率在BBN核合成计算，我们表明，新的速率有一个非常有限的影响，最终轻元素丰度均匀密度模型。典型的丰度变化在0.002%的量级。对于非均匀密度BBN模型，7 Li的预测产生量可增加10%，质量数A>7的轻核素的原始产生量可增加约40%.我们的研究结果证实，宇宙学锂问题仍然是一个长期悬而未决的难题，从核物理的角度来看。
Cosmological solutions to the Lithium problem: Big-bang nucleosynthesis with photon cooling, $X$-particle decay and a primordial magnetic field
在BBN中计算的$^7$ Li丰度与从CMB功率谱拟合得到的重子-光子比是固定的，这与在贫金属晕星表面观察到的锂丰度不一致。以前提出的解决这个$^7$ Li问题的宇宙学解决方案包括光子冷却（可能通过标量粒子的玻色-爱因斯坦凝聚）或长寿命$X-$粒子（可能是次轻的超对称粒子）的衰变。在本文中，我们重新分析这些解决方案，无论是单独的和一致的。我们还介绍了原始磁场（PMF）到这些模型的可能性。我们约束的$X-$粒子和PMF参数所观察到的轻元素丰度使用的可能性分析，以表明，包括所有三种可能性导致锂问题的最佳解决方案。我们推导出了PMF中$X-$粒子参数和能量密度的允许范围，可以解决$^7$ Li问题。
Cosmological Lithium Solution from Discrete Gauged Baryon Minus Lepton Number
本文提出通过规范重子数减轻子数破缺产生的宇宙弦，以类 Callan-Rubakov 效应将质子转化为正电子，从而在大爆炸核合成后瓦解原初锂核，为解决宇宙学锂问题提供首个具有微观物理依据的新物理机制。
Light Dark Matter: A Common Solution to the Lithium and ${H_0}$ Problems
目前，标准宇宙学模型面临着早期和晚期宇宙学时间观测之间的一些紧张和差异。其中之一涉及众所周知的$H_0$ -张力问题，即，a $\sim4.4σ$ -哈勃常数$H_0$的早期估计值和晚期测量值之间的差值。另一个令人困惑的问题在于宇宙学上的锂丰度，在那里，局部测量再次不同于大爆炸核合成（BBN）预测的结果。在这项工作中，我们表明，光暗物质生产的机制可能持有这些问题的答案。如果暗物质粒子足够轻，并且其中一小部分是与光子非热结合产生的，那么这种机制正好可以在不破坏其他BBN预测的情况下摧毁锂。此外，它产生足够的辐射，导致更大的$H_0$值，调和早期和晚期的哈勃膨胀率测量，而不会在宇宙微波背景光谱中留下相当大的光谱失真。
Nuclear Reaction Uncertainties, Massive Gravitino Decays and the Cosmological Lithium Problem
本文研究了核反应速率的不确定性对大爆炸核合成（BBN）过程中或之后不稳定粒子衰变的宇宙学约束的影响。我们确定的核反应，由于非热强子是最重要的扰动标准BBN，然后量化的不确定性，在这些反应和轻元素丰度。这些结果还表明，改进的截面数据将允许不同的轻元素丰度被更准确地确定的关键核过程，从而使可能更精确的探测BBN和宇宙学的不稳定粒子的约束评估。将此分析应用到不稳定引力子衰变为中性子的模型中，我们计算了当前测量的轻元素丰度的似然函数，同时考虑到当前在确定相关核反应速率时的实验误差。我们发现了一个引力子质量和丰度的区域，在这个区域中，氘、He 4和Li 7的丰度可能符合chi ^2 = 5.5，而如果引力子衰变的影响不重要，则符合chi ^2 = 31.7。当锂丰度取自球状星团数据时，最佳拟合解提高到chi ^2 ~ 2.0。如果要为宇宙学Li 7问题提供一个完整的解决方案，就需要对观测到的轻元素丰度和/或核反应速率进行重新评估。
The GALAH Survey: A new constraint on cosmological lithium and Galactic lithium evolution from warm dwarf stars
锂在宇宙中的贫化和富集尚未得到很好的理解。为了帮助收紧对恒星和星系演化模型的约束，我们提出了迄今为止最大的高分辨率分析锂丰度A（Li），结果超过10万GALAH场恒星跨越有效温度$5900\,\mathrm{K} \lesssim \rm{T_{eff}} \lesssim7000\,\mathrm{K}$和金属丰度$-3 \lesssim \rm[Fe/H] \lesssim +0.5$。我们将这些恒星分为两组，分别位于所谓的Li dip的温暖和凉爽一侧，这是Kiel图中锂严重耗尽的局部区域。我们发现这两组恒星在A（Li）-[Fe/H]平面上显示出相似的趋势，但A（Li）的偏移量大致恒定为0.4 dex，温暖的组具有更高的Li丰度。在$\rm[Fe/H]\gtrsim-0.5$，随着金属丰度的增加，锂丰度的显着增加在两个群体中都是明显的，这标志着显着的银河系生产的开始。在较低的金属丰度下，冷群中的恒星位于Spite平台上，相对于大爆炸核合成（BBN）预测的原始值，锂减少了约0.4 dex。然而，在[Fe/H] = -1.0和-0.5之间的温暖组中的恒星形成了一个升高的平台，这在很大程度上与BBN预测一致。这可能表明这些恒星实际上保存了宇宙早期产生的原始Li。
Gravitino Decays and the Cosmological Lithium Problem in Light of the LHC Higgs and Supersymmetry Searches
我们以前研究过大爆炸核合成（BBN）过程中或之后引力子衰变对轻元素丰度的影响。我们发现了引力子质量m_{3/2}和丰度zeta_{3/2}平面的区域，在这些区域中，它的衰变可以使Li 7的计算丰度与观测值相一致，而不会对其他轻元素的丰度产生不可接受的干扰。在这里，我们重新审视这个问题，根据LHC测量的希格斯质量和超对称模型参数的约束，以及更新的轻元素丰度的天体物理测量。除了约束最小的超对称扩展的标准模型与通用软超导破缺质量在大统一尺度（CMSSM）研究以前，我们还研究了模型的普遍性低于大统一尺度和模型与非通用希格斯质量（NUHM 1）。我们计算总的似然函数的轻元素丰度，考虑到观测的不确定性。我们发现，引力子衰变为宇宙学Li 7问题提供了一个沿着（m_{3/2}，zeta_{3/2}）平面中的条带的稳健解，沿着这些条带，氘、He 4和Li 7的丰度可以符合chi ^2_min < 3，而如果引力子衰变的影响不重要，则符合chi ^2 ~ 34。当放宽D/H的不确定性时，似然函数的最小值降低到chi ^2 < 2，而当锂丰度取自球状星团数据时，最小值降低到chi ^2 < 1。
Breaking Be: a sterile neutrino solution to the cosmological lithium problem
所谓的“锂问题”，即假设标准核合成的原始$^7$ Li的理论丰度与从天体物理测量推断的值之间的不一致，可以通过非热BBN机制解决的可能性已经由几位作者进行了研究。特别地，已经表明，MeV质量粒子的衰变，例如，BBN之后衰变的无菌中微子不仅解决了锂问题，而且满足宇宙学和实验室的限制，使得这种情况值得进一步详细研究。在本文中，我们结合当前的数据，包括普朗克2015年测量的温度和偏振各向异性的CMB，光谱失真的FIRAS限制，天体物理测量的原始丰度和实验室的限制，约束模型的参数。我们发现质量为$M_S=4.35_{-0.17}^{+0.13}\,MeV$（在$95\%$ c.l.）的无菌中微子，衰减时间$τ_S=1.8_{-1.3}^{+2.5}\cdot 10^5\,s$（在$95\%$ c.l.）和初始密度$\bar{n}_S/\bar{n}_{cmb}=1.7_{-0.6}^{+3.5}\cdot 10^{-4}$（在$95\%$ c.l.）以CMB光子数密度为单位，完美地解释了预测和观测到的$^7$ Li原始丰度之间的差异。该模型还预测了在$95\%$ c.l.下，CMB解耦$ΔN_{eff}^{cmb}\equiv N_{eff}^{cmb}-3.046=0.34_{-0.14}^{+0.16}$时相对论自由度的有效数目的增加。所需的无菌中微子丰度与宇宙的标准热历史不相容，但可…
Primordial nucleosynthesis with varying fundamental constants: Degeneracies with cosmological parameters
作为热大爆炸模型基石的原始核合成的成功受到长期存在的锂问题的限制。最近的工作提出了一个自洽的微扰分析的影响，在自然界的基本常数的变化对原始核合成的大统一理论模型的广泛的类，表明这种模型提供了一个可能的解决方案，锂的问题，提供的值的精细结构常数$α$在核合成时期是大于目前的实验室一个由几个百万分之一的相对变化。在这里，我们扩展了早期的分析，专注于如何这个首选值的$α$的影响，如果相关的宇宙学参数也允许变化-特别关注重子-光子比，中微子的数量，和中子寿命。我们用在这类大统一理论中解决锂问题所需的这些参数的值来重新表述锂问题，从而得到与其他实验结果相差几个标准差的值。使用这些实验结果作为分析中的先验，我们发现，更大的值的$α$仍然是优选的，证实了我们以前的结果。通过从分析中排除锂，我们还获得了在原始核合成时期$α$的可能变化的上限。在2 σ水平上，如果没有核物理学、宇宙学或原子钟先验知识，这些是$|Δα/α|<50$ ppm，或者如果使用这些先验知识，则是$|Δα/α|<5$ ppm。虽然锂问题最简单的解决方案可能在观测天体物理学中找到，但我们的工作表明，改变基本常数仍然是一个可行的选择。
The cosmological lithium problem
本文通过结合化学演化与层级结构形成模型，证明原初核合成与Spite plateau锂丰度观测无矛盾，并揭示Pop III恒星形成特征。
The lithium content of omega Centauri. New clues to the cosmological Li problem from old stars in external galaxies
WMAP卫星测量的宇宙锂丰度与标准大爆炸核合成理论的预测相结合，与在贫金属晕矮星（所谓的Spite高原）中测量的恒定锂丰度之间出现了差异。有几种模型被提出来解释这种差异，涉及新的物理学，原位耗尽，或在原始星系中的大质量第一代恒星的有效耗尽锂。通过观察不同星系中经历不同演化历史的恒星星族，可能性的范围可能会大大缩小。WCen恒星系统通常被认为是被银河系吸积的矮星系的残余。我们调查了这个对象中的一个显着的未进化的恒星样本的锂含量。利用FLAMES-GIRAFFE/VLT摄谱仪获得了91颗主序星/早亚巨星分支（MS/SGB）WCen星的中等分辨率（R=17000）光谱。Li丰度通过匹配LiI共振双峰在6708 A的等效宽度来获得，以预测用不同Li丰度计算的合成光谱。使用SYNTHE代码以及ATLAS 9模型大气计算合成光谱。恒星的有效温度是通过拟合的哈线的翅膀与合成的配置文件。我们得到WCen MS/SGB星的平均含量A（Li）=2.19+-0.14~dex。这与在具有类似金属丰度和温度的星系晕场星中观察到的情况相当。Spite高原似乎是古老、温暖的贫金属恒星的普遍特征。如果我们接受目前关于WCen起源的观点，它也存在于外部星系中。这意味着导致“宇宙学锂问题”的机制在MW和其他星系中可能是相同的。
Search for new resonant states in 10C and 11C and their impact on the cosmological lithium problem
在贫金属晕星中观察到的原始7 Li丰度比大爆炸核合成（BBN）计算值低约3倍。最近的一些研究表明，这种差异可能源于缺少共振反应，而共振反应会破坏7 Be，7 Li的母体。发现的最有希望的候选共振包括由7 Be +3 He形成的复合核10 C中的15 MeV附近的可能错过的1-或2-窄态和由7 Be +4 He形成的复合核11 C中的接近7.8MeV的状态。在本工作中，我们研究了在35 MeV入射能量下，10 B（3 He，t）10 C和11 B（3 He，t）11 C反应中10 C的高激发能区和11 C的低激发能区。我们对10 C的结果不支持7 Be +3 He作为7 Li问题的可能解决方案。关于11 C结果，数据显示在感兴趣的激发能区域中没有新的共振，这排除了7 Be +4 He反应通道作为7 Li不足的解释。
The cosmic lithium problem: an observer's perspective
利用WMAP导出的宇宙学常数，标准大爆炸核合成（SBBN）预言了4He、3He、D、6Li和7Li等轻元素的原始丰度。这些预测与观测结果令人满意地一致，除了锂，它在古老的暖矮星中显示出大约3倍的丰度。在不同的恒星演化阶段，这种脆弱元素的耗尽可能由几个物理过程产生，这里将简要回顾一下，它们似乎都没有以完全令人信服的方式再现所观察到的耗尽模式。
New Insight Concerning Primordial Lithium Production
本文针对“宇宙学锂问题”，提出在核合成过程中修改0.43-0.91 GK范围的时间-温度关系，在不使氘丰度最大化的前提下降低了锂-7丰度，并指出分析贫金属恒星锂丰度时必须考虑对原初核合成的修改。
A light particle solution to the cosmic lithium problem
我们指出，宇宙学丰度的${}^7$锂可以减少到观测值，如果在其形成过程中大爆炸核合成是修改的存在下，轻电中性粒子$X$，有大量的相互作用与核子。我们发现，锂的问题可以得到解决，而不影响精确测量的氘和氦的丰度，如果满足以下条件：这些粒子的质量和寿命是由$ 1.6~{\rm MeV}\leq m_X \leq 20~{\rm MeV}$和$ {\rm few}~100~{\rm s} \lesssim τ_X \lesssim 10^4~{\rm s}$，和丰度倍的吸收截面由氘或${}^7$ Be是可比的哈勃率，$n_X σ_{\rm abs} v \sim H$，在${}^7$ Be形成的时候。我们包括$X$引发的反应到原始核合成框架，观察到它导致的冻结出丰度的${}^7$锂+ ${}^7$ Be的大幅减少，并找到这种情况下的具体模型实现。集中在类轴子粒子的情况下，$X=a$，我们表明，所有这些条件都可以满足，如果耦合到$d$ -夸克是在$f_d^{-1} \sim {\rm TeV}^{-1}$的范围内，这可以探测在强度前沿实验。
Do primordial Lithium abundances imply there's no Dark Energy?
解释宇宙膨胀速度明显加快这一公认的观测结果是我们这个时代的决定性科学问题之一。在宇宙学的标准模型中，尽管有许多不同的尝试，但被认为是负责任的排斥性“暗能量”在根本层面上没有解释。标准模型中另一个重要的困境是锂问题，即大爆炸核合成中7-Li的理论预测与我们今天观察到的值之间的实质性不匹配。这是我们从过去的世界线上观察到的极少数观察之一，而不是我们过去的光锥。通过释放未经检验的假设，即宇宙在非常大的尺度上是均匀的，表观加速和锂问题都可以很容易地解释为宇宙不均匀性的不同方面，而不会对其他宇宙学现象造成问题，如宇宙微波背景。我们说明了这一点的背景下，一个无效的模型。
Varying physical constants and the lithium problem
我们使用最近发表的变物理常数（VPC）方法来解决原始锂丰度问题。我们用这种方法计算的$7Li$与氢$7Li/H=1.400(\pm 0.023){\times}10^{-10}$的比值比用标准λ冷暗物质（$Λ$ CDM）宇宙学模型估计的值低约4倍，并且与$1.6(\pm 0.3){\times}10^{-10}$最一致的观测值一致。在VPC方法中，爱因斯坦方程被修改为包括光速$c$，引力常数$G$和宇宙学常数$Λ$的变化，使用Einstein-Hilbert作用。这种方法应用于宇宙学自然会导致普朗克常数$\hbar$和玻尔兹曼常数PDMATHAMT的变化。它们在比例因子$a\ll 1$处接近固定值：$c=c_0/e$、$G=G_0/e^3$、$\hbar=\hbar_0/e$和$k_B=k_{B0}/e^{5/4}$，其中$e$是欧拉数（=2.7183）。由于VPC宇宙学在非常小的尺度因子下简化为与$Λ$ CDM宇宙学相同的形式，因此我们可以使用现有的大爆炸核合成（BBN）代码AlterBBN进行上述更改来计算VPC宇宙学下的轻元素丰度。在重子光子比$η=6.1{\times}10^{-10}$下计算的其他丰度中，有：$4He/H =0.2478 (\pm 0.041)$、$D/H =2.453(\pm 0.041){\times}10^{-5}$和$3 He/H=2.940(\p…
Comment on "Measurement of d + 7Be Cross Sections for Big-Bang Nucleosynthesis"
在最近的一封题为“测量大爆炸核合成的d +7 Be截面”的信中，Rijal等人描述了一项实验的结果，该实验将d +7 Be的反应速率置于更坚实的基础上。Rijal等人的勘误表声称，将这个反应速率包含在大爆炸核合成中，相对于排除这个反应的计算，锂的产生量会显著减少8.1%。相比之下，使用几个经过良好测试的BBN代码，我们证实了早期的研究表明，效果小于1%，因此这种测量不能缓解宇宙学锂问题。
The $^{7}$Be(n,p)$^{7}$Li reaction and the Cosmological Lithium Problem: measurement of the cross section in a wide energy range at n_TOF (CERN)
我们报告的测量$^{7}$ Be（$n, p$）$^{7}$ Li截面从热约325 keV的中子能量，在高通量实验区（EAR2）的n_TOF设施在欧洲核子研究中心。这个反应在标准宇宙学的大爆炸核合成（BBN）的锂产量中起着关键作用。之前对该反应进行的仅有的两次飞行时间测量没有覆盖BBN感兴趣的能量窗口，并且彼此之间存在很大的差异。测量是用硅望远镜进行的，高纯度的样品是在欧洲核子研究中心的ISOLDE设施中注入$^{7}$ Be离子束产生的。虽然一个显着更高的截面被发现在低能量，相对于目前的评估，在该地区的BBN的利益，目前的结果是一致的推断值从时间反演$^{7}$锂（$p, n$）$^{7}$ Be反应，从而产生的所谓的宇宙锂问题（CLiP）只有一个相对较小的改进。本文还讨论了这些结果与p+ $^{7}$ Li反应中近阈中子产生的相关性。
Lithium in the Globular Cluster NGC 6397: Evidence for dependence on evolutionary status
大多数球状星团被认为拥有单一的恒星星族。因此，他们可以被认为是一个很好的地方，研究斯皮特高原和探针可能的进化修改的锂含量。我们想测定古老的、贫金属的球状星团NGC 6397的次巨星（SG）和主序星（MS）的锂含量。这项工作的目的不仅是研究可能的锂丰度变化，但调查宇宙学锂的差异。在这里，我们提出了火焰/GIRAFFE观测的样本84 SG和79 MS星在NGC 6397中选择在一个狭窄的范围内的B-V颜色，因此，有效温度。我们确定Teff和A（Li）使用3D流体动力学模型大气的所有MS和SG星的样本。我们发现SG星和MS星之间的Li丰度存在显着差异，SG星的A（Li）平均高出近0.1 dex。我们还发现，随着Teff的降低，在MS和SG恒星中，A（Li）也会降低，尽管这两类恒星的斜率显著不同。这表明，这些恒星中的锂丰度确实被某种过程改变，这是Tef依赖的。在NGC 6397中观测到的锂丰度模式与在场星中发现的不同，这使得人们对球状星团恒星作为第二星族的代表在锂丰度方面产生了一些怀疑。现有的锂耗尽理论似乎都不能令人满意地描述我们的观测结果。
Fewer Mocks and Less Noise: Reducing the Dimensionality of Cosmological Observables with Subspace Projections
创建精确且低噪声的协方差矩阵是现代宇宙学中的一项艰巨挑战。我们提出了一种形式主义压缩任意可观的到一个小数目的箱投影到一个特定的模型子空间，最大限度地减少了先验平均对数似然误差。较低的维度导致协方差矩阵噪声的显著降低，从而显著减少了需要计算的模拟的数量。给定一个理论模型，一组先验和一个简单的协方差模型，我们的方法通过使用奇异值分解来构建一个接近欧几里德的可观测基础;通过限制到前几个基向量，我们可以在低维子空间中捕获几乎所有的约束力。与传统方法不同，该方法可以针对特定分析进行定制，并捕获Fisher矩阵中不存在的非线性，确保可以重现全部可能性。该程序进行了验证与全形状分析的功率谱从BOSS DR 12模拟目录，显示96-bin功率谱可以被替换为12个子空间系数不偏输出宇宙学，这使得精确的参数推断只使用$\sim 100$模拟。这种分解有利于准确测试功率谱协方差;对于最大的BOSS数据块，我们发现：（a）分析协方差提供准确的模型（有或没有三谱项）;和（b）使用样本协方差从MultiDark-Patchy模拟招致$\sim 0.5σ$移位$Ω_m$，除非应用子空间投影。该方法很容易扩展到高阶统计量的$\sim 2000$ -bin双谱可以被压缩到只有$\sim 10$系数，允许使用几个模拟，而不必增加bin大小的准确分析。
Revisiting $^7$Be Weak and Radiative Transition Rates in Big Bang Nucleosynthesis: Implications for the Primordial Lithium Problem
本研究重新评估了大爆炸核合成中7Be的弱相互作用和辐射跃迁速率，修正了原始锂问题的估计。
Phenomenology of Gravitational Aether as a solution to the Old Cosmological Constant Problem
物理学中最深刻和最长久的谜团之一是观测到的真空密度与我们从高能物理理论中获得的期望值之间的巨大差异，这被称为旧宇宙学常数问题。在半经典水平上解决这个难题的一个建议是通过修改引力，包括不可压缩流体，称为引力以太，将量子真空与时空几何解耦。在本文中，我们讨论了这个理论的经典预测，以及它与宇宙学和引力实验测试的兼容性。我们认为，偏离广义相对论（GR）在这个理论是由压力或涡源。特别是，该理论预测辐射的引力常数比非相对论物质的引力常数大33%，这是（大多数）宇宙微波背景（CMB），莱曼-阿尔法森林和锂-7原始丰度观测的首选，同时与其他宇宙学检验在~2-sigma水平上一致。进一步表明，所有参数化后牛顿（PPN）参数具有标准GR值，除了异常耦合到压力，这还没有被直接测量。这个模型的一个更微妙的预测（假设无旋以太）是（内在的）重磁效应比GR预测大33%。这与LAGEOS和Gravity Probe B在~2-sigma水平的当前限值一致。
Testing nonstandard cosmological models with SNLS3 supernova data and other cosmological probes
我们调查的影响，一些非标准的宇宙学模型使用的数据从第一个三年的超新星遗产调查（SNLS 3），假设一个空间平坦的宇宙。从SNLS 3和其他SN Ia样本，如ESSENCE，Union 2，SDSS-II和宪法样本的约束之间的比较，并考虑不同的光变曲线拟合的影响。我们发现，SNIa与SALT 2或SALT或SIFTO可以得到一致的结果，不同的数据集和不同的光变曲线拟合之间的紧张关系是显而易见的少自由参数模型。同时，我们还研究了SNLS 3的约束条件，以及来自宇宙微波背景和重子声学振荡（CMB/BAO）的数据，以及最新的哈勃参数与红移（H（z））的关系。使用模型选择标准，如$χ^2$ /dof，GoF，AIC和BIC，我们发现，在所有的宇宙学模型考虑在这里（$Λ$ CDM，常数$w$，变化的$w$，DGP，修改多变Cardassian，和广义Chaubergin气体），平坦的DGP是由SNLS 3单独青睐。然而，当包括额外的CMB/BAO或H（z）约束时，情况不再如此，并且平坦的$Λ$ CDM变为优选的。
Inhomogeneous Cosmology Redux
另一种解释宇宙加速膨胀所需的暗能量假设是采用非均匀宇宙学模型来解释没有暗能量的超新星数据。我们采用了一个空洞的宇宙学模型，基于爱因斯坦场方程的非齐次Lemaintre-Tolman-Bondi解。该模型可以解决$ΛCDM$模型中观测异常，如哈勃常数$H_0=73.24\pm 1.74\,{\rm km}\,{\rm s}^{-1}\,{\rm Mpc}^{-1}$的本地测量值与普朗克卫星数据和$ΛCDM$模型确定的$H_0=66.93\pm 0.62\,{\rm km}\,{\rm s}^{-1}\,{\rm Mpc}^{-1}$之间的差异，以及锂$^{7}{\rm Li}$问题，这是一个$5σ$之间的理论预测的$^{7}{\rm Li}$从大爆炸核合成和价值，我们观察到当地今天在$z=0$。空洞模型还可以解决普朗克卫星的Sunyaev-Zel'dovich效应所产生的大质量星系团数量与CMB各向异性所预期的数量之间的紧张关系，以及普朗克数据中观察到的CMB弱透镜异常。讨论了宇宙学哥白尼原理以及$ΛCDM$和空洞宇宙学模型中的时间和位置当今重合难题。
Cosmological Cutting Rules
本文证明幺正性导致一套系统的“宇宙学切割规则”，将任意圈图的不连续性用低阶图表示，并应用于暴胀有效场论的单圈修正。
Cutting corners: Hypersphere sampling as a new standard for cosmological emulators
本文提出超球面采样方法，将训练数据集中在高似然区域，以显著减少宇宙学仿真器所需数据点并提升精度，在ΛCDM及高维扩展模型上验证其高效性。
Reconstructing dark energy with fewer assumptions
利用晚期距离测量，通过最小化假设的方法重建暗能量密度和状态方程，发现暗能量密度在晚期先上升后下降，状态方程在宇宙学常数附近出现振荡，并提示在红移0.6-0.8附近存在幻影穿越。
Cosmic Inference: Constraining Parameters With Observations and Highly Limited Number of Simulations
宇宙学探测提出了一个逆问题，即通过观测获得测量结果，目的是推断表征底层物理系统-我们的宇宙-的模型参数值。现代宇宙学探测器越来越依赖于小尺度结构的测量，而在这些尺度（大约65 Mpc/h或更小）上精确建模物理行为的唯一方法是通过昂贵的数值模拟。在本文中，我们提供了一个新的统计框架，获得准确的参数约束相结合的观测与数量非常有限的宇宙学模拟的详细描述。该框架利用多输出高斯过程仿真器，自适应构建使用贝叶斯优化方法。我们比较了几种方法来构建多输出仿真器，使我们能够考虑到可能的输出间的相关性，同时保持推理所需的效率。使用莱曼α森林通量功率谱，我们证明了我们的自适应方法需要相当少的-由几个因素在莱曼α P（k）的情况下考虑在这里-仿真相比，基于拉丁超立方体采样，该方法是更强大的重建参数和贝叶斯可信区间。
Cosmological Constraints on Higgs-Dilaton Inflation
我们测试希格斯玻色子模型（HDM）的可行性相比，不断演变的暗能量（$w_0 w_a$ CDM）模型，其中还嵌套了宇宙学常数模型$Λ$ CDM，使用最新的宇宙学数据，包括来自\textit{Planck}卫星的宇宙微波背景温度、偏振和透镜数据（2015年数据发布），BICEP和Keck阵列实验，JLA目录中的Ia型超新星，CMASS，LOWZ和6dF的重子声振荡，来自CFHTLenS巡天的弱透镜数据和来自SDSS的物质功率谱测量（数据发布7）。我们发现，希格斯玻色子暴胀模型所允许的所有宇宙学参数的值都在\textit{Planck}卫星（2015年数据发布）的约束范围内。特别是$w_0 = -1.0001^{+0.0072}_{-0.0074}$、$w_a = 0.00^{+0.15}_{-0.16}$、$n_s = 0.9693^{+0.0083}_{-0.0082}$、$α_s = -0.001^{+0.013}_{-0.014}$和$r_{0.05} = 0.0025^{+0.0017}_{-0.0016}$（95.5\%C. L.）。我们还对Higgs-Higson模型的耦合提出了新的严格约束，发现$ξ_χ < 0.00328$和$ξ_h / \sqrtλ = 59200^{+30000}_{-20000}$（95.5\%C. L.）此外，我们报告说，HDM比$w_0 w_a…
Low- and high-redshift H II starburst galaxies obey different luminosity-velocity dispersion relations
本文通过同时约束L-σ关系参数和宇宙学模型参数，发现低红移与高红移H II星暴星系虽可标准化但遵循不同光度-速度弥散关系，并指出在偏差来源未明前应谨慎使用其宇宙学约束。
DES Y1 Results: Validating cosmological parameter estimation using simulated Dark Energy Surveys
我们使用模拟星系调查模拟设计类似于暗能量调查年1（DES Y1）的数据，以验证和告知宇宙学参数估计。当类似的分析工具应用于模拟和真实的调查数据，他们提供了强大的验证测试的DES Y1宇宙学分析中提出的同伴论文。我们使用两套星系模拟使用不同的方法，因此，我们的宇宙学参数推断提供独立的测试。我们旨在验证的宇宙学分析在DES Collaboration et al.（2017）中提出，并在多个红移箱中使用星系数计数和弱透镜剪切的角两点关联函数以及它们的互相关。虽然我们的约束条件取决于特定的一组模拟实现，对于这两套模拟，我们发现，输入宇宙学是一致的，从多个模拟DES Y1实现在$Ω_m-σ_8$平面的组合约束。对于其中一个套件，我们能够以高置信度证明推断的$S_8=σ_8(Ω_m/0.3)^{0.5}$和$Ω_m$中的任何偏差小于DES Y1 $1-σ$不确定性。对于另一套，我们有较少的实现，我们无法得出结论;我们推断大约70%的概率，在恢复的$Ω_m$和$S_8$的系统偏差是次主导DES Y1的不确定性。随着这种宇宙学分析变得越来越精确，使用巡天模拟验证参数推断对于证明稳健性至关重要。
Identifying Halos in Cosmological Simulations with Continuous Wavelet Analysis: The 2D Case
本研究提出基于连续小波分析的方法，在二维情形下识别宇宙学模拟中的暗物质晕，通过压缩三维数据生成伪二维数据集，计算连续小波变换并分割以界定晕边界，与FOF方法对比验证了其适用性，且算法具有线性时间复杂度。
Fast and Credible Likelihood-Free Cosmology with Truncated Marginal Neural Ratio Estimation
基于采样的推理技术是现代宇宙学数据分析的核心;然而，这些方法的维度比例很差，通常需要近似或难以处理的可能性。在本文中，我们描述了如何截断边缘神经比率估计（TMNRE）（一种新的方法，在所谓的基于模拟的推理）自然地回避这些问题，提高$(i)$的效率，$(ii)$的可扩展性，和$(iii)$可信度的推断后验。使用测量的宇宙微波背景（CMB），我们表明，TMNRE可以实现收敛后验使用数量级更少的模拟器调用比传统的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法。值得注意的是，所需的样本数量实际上与干扰参数的数量无关。此外，一个名为\emph{local amortization}的属性允许执行严格的统计一致性检查，这是基于采样的方法无法访问的。TMNRE有望成为宇宙学数据分析的有力工具，特别是在扩展宇宙学的背景下，传统的基于采样的推理方法收敛所需的时间尺度可以大大超过简单的宇宙学模型，如$Λ$ CDM。为了执行这些计算，我们通过开源代码\texttt{swyft}使用TMNRE的实现。
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