Primordial Nucleosynthesis, Cosmic Microwave Background and Neutrinos
本文报道了结合原始核合成和BOOMERanG及MAXIMA-1数据对宇宙微波背景辐射各向异性的似然分析结果。我们讨论了可能的影响遗迹中微子背景的重子物质含量的宇宙中的一个高的值，大于预期的标准核合成方案。
2000-12-14 astro-ph hep-ph
Quantifying uncertainties in primordial nucleosynthesis without Monte Carlo simulations
我们提出了一个简单的方法来确定轻元素丰度的（相关）不确定性预期从大爆炸核合成，这避免了冗长的蒙特卡罗模拟的需要。我们的方法有助于澄清不同的核反应的作用，有助于一个特定的元素丰度，并使得它很容易实现能量无关的变化，在测量的反应速率。作为一个应用程序，我们演示了这种方法如何简化统计估计的核子光子比通过比较标准的BBN预测与观测推断的丰度。
1998-06-23 astro-ph hep-ph nucl-th
Primordial Nucleosynthesis: Successes And Challenges
原始核合成提供了宇宙早期演化的一个探测器。考虑到探索宇宙的组成、结构和最近的演化的进展，现在是时候回顾一下大爆炸核合成（BBN）的现状，并将它的预测和由此产生的限制与那些来自宇宙演化后期独立观测的限制进行比较。在概述早期宇宙中控制元素合成的关键物理之后，给出了宇宙学和粒子物理学的标准模型的预言，以及一些非标准模型的预言。描述了用于推断原始丰度的观测数据，强调了精确度和准确度之间的区别。这些遗迹丰度与预测进行比较，测试BBN的内部一致性，并使BBN约束与来自WMAP宇宙背景辐射数据的约束进行比较。从这些比较中，我们看到了一个成功的标准模型，以及粒子物理学和宇宙学标准模型之外的物理学约束（或暗示）。
2005-11-17 astro-ph hep-ph nucl-th
Primordial Nucleosynthesis: an updated comparison of observational light nuclei abundances with theoretical predictions
本文介绍了标准大爆炸核合成预测与轻核丰度天体物理估算的最新进展。特别是分析报告的重子分数和中微子的有效数量的预期范围内获得的BBN只。
2008-11-28 astro-ph hep-ph
On Constraining Electroweak-Baryogenesis with Inhomogeneous Primordial Nucleosynthesis
原始核合成的计算表明，能够提供限制电弱重子生成产生一个高度不均匀的重子-光子比的分布。这样的重子生成情景会过量产生4 He和/或7 Li，只要对称性破缺相的有核泡的分数f<3* 10 e-6（100 GeV/T）^3，贡献视界体积内重子数的比例大于10%，就可以排除这种情形。
1994-07-12 astro-ph hep-ph
Constraints on Neutrino-Neutrino Interactions from Primordial Nucleosynthesis
我们利用原初核合成的约束条件来约束非标准中微子-中微子相互作用的强度$F$，当右手中微子参与相互作用时。我们发现$F < 3 \times 10^{-3}\ G_F$，这是五个数量级更严格的限制使用LEP数据。我们还证明了由无质量粒子介导的中微子的秘密相互作用必须具有小于$2 \times 10^{-5}$的耦合$f$。这也改善了文献中以前的限制。
1994-04-26 astro-ph hep-ph
Primordial Nucleosynthesis: Accurate Predictions
本文提出了一种新的精确估算原始轻核丰度的方法。质子到中子的转换率已被校正，以考虑到辐射效应，有限核子质量，热和等离子体校正。因此，4He的理论不确定度降低到0.1%的量级。
1999-07-29 astro-ph hep-ph
Primordial Nucleosynthesis with CMB Inputs: Probing the Early Universe and Light Element Astrophysics
宇宙微波背景（CMB）对重子-光子比$η\propto Ω_{\rm baryon} h^2$的测定将从（标准）大爆炸核合成（BBN）计算中删除最后一个自由参数。这将使BBN成为早期宇宙物理学的更敏锐的探测器，例如，大大改进了BBN对轻中微子种类$N_{ν,eff}$的有效数量的测量。我们展示了如何CMB可以提高这一限制，目前的轻元素数据。此外，通过使用其他元素，特别是氘，将有可能独立于\he 4来限制$N_{ν,eff}$;这将允许更严格的限制和系统学测试。例如，如果$η\sim 6.0\times 10^{-10}$为$η$，则3%的$η$测量值与10%（3%）的原始D/H测量值一起可以测量$N_{ν,eff}$至$σ_{95%}(N_ν) = 1.8$（1.0）的95%置信水平。如果采用标准模型值$N_{ν,eff}=3$，则可以使用CMB的$η$（及其不确定性）对原始丰度进行准确预测。这些决定可以反过来成为关键的投入，在核合成历史（化学演化）的星系，从而对这些模型的约束。
2001-05-22 astro-ph hep-ph nucl-th
Transformation-Induced Nonthermal Neutrino Spectra and Primordial Nucleosynthesis
我们详细地研究了由电子型中微子共振转变为无菌中微子所产生的非热中微子动量分布引起的原初氦产生的变化。这些反nu_e ->反nu_s（nu_e->nu_s）变换放大了正（负）轻子数不对称性。我们发现，相对于低能量nu_e的热分布，所产生的抑制使n -> p转换的降低程度要大于由相同的反nu_e抑制所引起的n -> p转换的增强程度。因此，在原始核合成中，相同的轻子数不对称性对氦的产额有不同的影响。
1999-09-17 astro-ph hep-ph
Primordial Nucleosynthesis and Dark Matter
从大爆炸核合成的考虑中确定的核子的宇宙学丰度据称为非核子暗物质提供了令人信服的证据。在测量原始轻元素丰度，特别是氘和氦的最新发展，需要重新审视这一重要问题。目前的形势是不确定的，但令人兴奋。
1996-11-27 astro-ph hep-ph
Primordial Black Holes and Primordial Nucleosynthesis I: Effects of Hadron Injection from Low Mass Holes
研究了在原初核合成早期（t = 10^{-3}-10 ^4 sec），蒸发原初黑洞（PBH）注入强子的影响.发射出的夸克-反夸克对或胶子立即碎裂成大量强子，并散射出由光子、电子和核子组成的热等离子体。对于相对低质量的空穴，我们指出，主要的作用是通过发射的强子引起的强相互作用使周围的质子和中子相互转换。即使在中子和质子之间的相互作用的冻结时间之后，也会产生更多的中子，并且合成的轻元素丰度可能会急剧变化。通过理论预测与观测数据的比较，我们对PBH的密度和寿命进行了约束。我们得到了PBH初始质量分数的上界，当10 ^8 g < M < 10^{10} g时，β< 10^{-20};当10^{10} g < M < 3 * 10^{10} g时，β< 10^{-22}。
1999-08-16 astro-ph gr-qc hep-ph
THE ORTHOPOSITRONIUM DECAY PUZZLE AND PRIMORDIAL NUCLEOSYNTHESIS
正电子偶素（o-Ps）的实验衰变率与QED理论预测之间的差异可以通过调用o-Ps衰变为分支比为10^{-3}数量级的奇异粒子来解决。我们表明，基于原始核合成和有效拉格朗日的考虑提出了一个非常严格的上限：B = Gamma（o-Ps ->“exotic”+.）/ Gamma（o-Ps）<= 2 x 10^{-15}，排除了这个谜题的奇异衰变解。
1995-05-31 astro-ph hep-ph
Effect of Finite Nucleon Mass on Primordial Nucleosynthesis
我们修改了原始核合成的标准代码，以包括有限核子质量对Seckel \cite{seckel}计算的弱相互作用速率的影响。我们发现一个小的，系统的增加$^4$ He产量，$ΔY \simeq 0.0057\,Y$，这是不敏感的重子-光子比$η$的值，略大于Seckel的估计。对于$10^{-11}\le η\le 10^{-8}$，D、$^3$ He和$^7$ Li丰度的分数变化范围为0.08 - 3%。
1993-07-15 astro-ph hep-ph
Primordial magnetic fields, anomalous isocurvature fluctuations and Big Bang nucleosynthesis
我们发现，存在的原始随机（超荷）磁场之前的电弱（EW）相变诱导等曲率波动（重子数不均匀性）。根据磁场频谱的细节和粒子物理参数（如EW相变和电子汤川耦合的强度），这些波动可能会持续到大爆炸核合成（BBN）。它们的长度尺度可能会超过当时的中子扩散长度，而它们的大小可以如此之大，以至于存在相当大的反物质域。这为非均匀BBN提供了一种新的初始条件的可能性，或者从更保守的角度来看，原始磁场的严格界限。
1997-08-11 astro-ph hep-ph
Hadronic axion window and the big-bang nucleosynthesis
衰变常数为$f_a\simeq 10^{6}$ GeV的强子轴子可能满足迄今为止讨论的所有天体物理和实验室限制。在本文中，我们重新考虑强子轴子窗口的可能性，同时考虑到一些参数描述低能轴子动力学的不确定性。发现从$3\times 10^5$ GeV到$3\times 10^6$ GeV范围内的$f_a$不能被现有的参数排除。然后，我们研究的含义，这个强子轴子窗口的大爆炸核合成（NS）的热轴子在核合成时代的能量密度的评估。我们的分析产生了$(ρ_a/ρ_ν)_{NS}=0.4\sim 0.5$，它稍微超过了当前的最佳界限$(ρ_a/ρ_ν)_{NS}\leq 0.3$。
1993-06-03 astro-ph hep-ph
Present status of primordial nucleosynthesis after WMAP: results from a new BBN code
本文根据WMAP实验中CMB各向异性的最新结果，对原始核合成的现状进行了报道。核丰度的理论估计，以及相应的不确定性，使用一个新的数字代码，通常认为所有的核率已更新使用最新的可用数据进行评估。此外，还包括了以前计算中忽略的其他过程。结合CMB和氘的原始核合成预测的分析，给出了与最简单的三个非简并中微子的情况很好地一致的相对论自由度的有效数目。我们的研究结果似乎指出了可能的系统影响4He质量分数测量，或外来物理的影响，如轻微退化的遗迹中微子背景。
2004-03-15 astro-ph hep-ph
Effect of Neutrino Heating on Primordial Nucleosynthesis
我们修改了原始核合成的标准程序，使之包括了中微子因$e^\pm$湮灭而被轻微加热的效应。在$^4$ He产额$ΔY \simeq +1.5\times 10^{-4}$中有一个小的、系统的变化，它对$10^{-10}\la η\la 10^{-9}$的重子-光子比$η$的值不敏感。我们还发现，由于$e^\pm$对中的部分熵被转移到中微子中，重子-光子比正则因子4/11减小了约0.5%.这些结果与最近的分析估计一致。
1992-10-31 astro-ph hep-ph
Primordial Nucleosynthesis with a Decaying Tau Neutrino
本文全面研究了不稳定的τ中微子对原始核合成的影响。核合成的标准代码被修改为允许大量衰变的τ中微子，其子产物包括中微子、光子、$e^\pm$对和/或非相互作用（无菌）的子产物。τ中微子衰变以三种不同的方式影响原初核合成：（i）衰变τ中微子及其子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，稀释重子光子比，倾向于减少$^4$ He的产生，增加D和$^3$ He的产生;以及（iii）由τ中微子衰变产生的电子中微子和反中微子增加了控制中子-质子比的弱速率，导致对于短寿命（$\la 30\sec$）和质量小于约$10\MeV$的$^4$ He产生减少，而对于长寿命或大质量的$^4$ He产生增加。衰变的τ中微子对原始核合成的产率和质量寿命极限的精确影响，关键取决于衰变模式。我们确定了四种通用的衰变模式，用于涵盖更广泛的可能性：
1993-12-28 astro-ph hep-ph
Lepton asymmetry and primordial nucleosynthesis in the era of precision cosmology
我们计算和显示的原始轻元素丰度作为一个函数的中微子简并参数的所有口味共同的。这是唯一的未知参数表征的热介质在原始核合成时代。观测到的原始氦丰度Y_p是最灵敏的宇宙蒸发计。采用Olive和Skillman的保守Y_p误差分析意味着-0.04 \alt = \alt 0.07，而Izotov和Thuan的误差意味着σ =0.0245+-0.0092（1 σ）。改进的重子丰度测定对这种情况没有显著影响。确定Y_p，可靠地区分零和非零的粒子，是对sphaleron效应平衡宇宙轻子和重子不对称性的宇宙学标准假设的一个关键检验。
2005-06-24 astro-ph hep-ph
Constraints on the Strength of Primordial Magnetic Fields from Big Bang Nucleosynthesis Revisited
本文详细讨论了原初磁场对大爆炸核合成的影响，包括磁场几何和反常磁矩的讨论。磁场的存在通过以下方式影响BBN：（1）增加弱反应速率;（2）由于电子相空间的变化而增加电子密度;以及（3）由于磁场能量密度和修改的电子能量密度两者而增加宇宙的膨胀速率。在考虑的效应中，由于磁场能量引起的膨胀率的增加对于BBN的利益是最重要的。核合成结束时的允许磁场强度（0.01 MeV）约为$2 \times 10^{9}$ G，对应于磁场能量密度的上限约为中微子能量密度（$ρ_B \le 0.28 ρ_ν$）的28%。
1996-06-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Production of Li, Be \& B from Baryon Inhomogeneous Primordial Nucleosynthesis
我们调查的可能性，不均匀的核合成可能最终被用来解释丰度的\li 6，\be 9和B的第二人口恒星。目前的工作不同于以往的研究，因为我们使用了更广泛的反应网络。它表明，在最简单的情况下，轻元素与$A\le7$的丰度限制分离的不均匀性，以足够小的尺度，该模型是无法区分的均匀核合成和丰度的\li 6，\be 9\和B，然后低于观察几个数量级。该结论不依赖于\li 7约束。我们还研究了替代方案，其中涉及后核合成再处理的轻元素，以重现所观察到的丰度的Li和B，同时允许一个更高的重子密度（仍然远低于宇宙学临界密度）。未来的B/H测量可能会排除这种奇异的情况，并进一步限制原始核合成，以接近均匀模型的结论。
1993-08-20 astro-ph hep-ph
Hadronic Decay of Late-Decaying Particles and Big-Bang Nucleosynthesis
我们研究了寿命大于$\sim 1$ sec的晚期衰变奇异粒子的大爆炸核合成（BBN）方案。在早期宇宙中有一个晚期衰变的粒子，标准BBN情景的预测可能会发生重大变化。因此，我们推导出其原始丰度的限制。我们特别注意这种粒子的强子衰变模式。我们看到D，${\rm ^{3}He}$和${\rm ^6Li}$的非热产生过程提供了一个严格的强子分支比的晚衰变粒子原始丰度的上限。
2004-06-17 astro-ph hep-ph
Universal Lepton Asymmetry: New Constraints from the Cosmic Microwave Background and Primordial Nucleosynthesis
我们研究了存在净轻子不对称性和重子不对称性时的原始核合成和宇宙年龄。我们探索了一个以前未注意到的区域的参数空间中，非常大的重子密度$0.1 \le Ω_b \le 1$可以容纳在从原始核合成的轻元素的限制。该参数空间由$ν_μ$和具有小的$ν_e$简并度的$ν_τ$简并度组成。还讨论了来自宇宙微波背景起伏的约束。
2002-02-06 astro-ph
Primordial Nucleosynthesis: from precision cosmology to fundamental physics
我们提出了一个最新的审查大爆炸核合成（BBN）。我们讨论了在过去的二十年中取得的主要进展的整体理论框架，总结了新的实验结果的影响核反应率，并严格重新检查轻核丰度的天体物理测定。然后，我们报告如何BBN可以被用来作为一个强有力的测试新的物理学，限制了广泛的思想和理论模型的基本相互作用超越了标准模型的强和电弱力和爱因斯坦的广义相对论。
2009-04-16 astro-ph hep-ph
Primordial Nucleosynthesis with Massive Tau Neutrinos
一个巨大的长寿命的τ中微子在MeV制度修改了原始轻元素丰度预测的大爆炸核合成（BBN）计算。这种效应被用来推导τ中微子质量的极限。由于最近的观测情况变得有些混乱，部分，本质上不一致，我们重新考虑的τ中微子质量的BBN限制。为此，我们使用我们新开发的BBN代码来计算原始丰度作为tau中微子质量和宇宙重子密度η的函数。我们推导出几组所谓的原始丰度的η-τ-中微子-质量-平面的一致性区域。在某些情况下，一致区只存在于τ中微子质量不为零时。目前，BBN并没有提供支持或反对τ中微子质量的明确证据。
2000-04-17 astro-ph hep-ph
Neutrino Degeneracy and Decoupling: New Limits from Primordial Nucleosynthesis and the Cosmic Microwave Background
我们重新分析了宇宙学对存在净普适轻子不对称性和中微子简并性的限制。我们表明，中微子可以开始去耦在更高的温度比以前的估计，由于几个修正，减少中微子反应速率。因此，当粒子自由度改变时，这些退耦的中微子不会被加热。在$e^\pm$湮灭之后，残余中微子与光子温度的合成比率可以从标准非简并比率显著地减少超过两倍。这改变了膨胀率和随后的原始核合成，光子去耦和结构形成。特别是，我们分析物理上合理的轻子不对称模型与大$ν_μ$和$ν_τ$简并与一个温和的$ν_e$简并。我们表明，核合成本身允许非常大的中微子简并$0 \le \xinum$，$\xinut \le 40$，$0 \le \xinue \le 1.4$连同大重子密度$0.1 \le Ω_b \h502 \le 1$，只要一些原始锂的破坏已经发生。我们还表明，结构的形成和宇宙微波背景的功率谱允许的可能性$Ω= 1$，$Ω_Λ= 0.4$，宇宙模型，其中既有显着的轻子不对称性（$| \xinum | = | \xinut | \approx 11$）和一个相对较大的重子密度（$Ω_b \h502 \approx 0.2$）。我们的最佳拟合中微子简并，重子含量高的模型主要区别于微波背景功率谱中的第二个峰值的抑制。这与最近来自BOOMERANG和MAXIMA-1的高分辨率数据一致。
2001-02-22 astro-ph hep-ph nucl-th
Probing the Reheating Temperature at Colliders and with Primordial Nucleosynthesis
考虑引力子暗物质的情况下，一个长寿命的带电slepton，我们表明，对撞机测量的slepton质量和它的寿命可以探测不仅引力子质量，但也膨胀后的再加热温度TR。在一个模型独立的方式，我们推导出TR的上限，并讨论他们的约束下，从原始的催化锂-6通过束缚态效应。在质量低于1 TeV的slepton的适合对撞机的区域，对于小的胶子-slepton质量分裂的极限情况，得到的最大再加热温度的保守估计约为TR=3 \times 10^9 GeV，对于在大统一尺度下普适软超对称破缺参数的典型情况，约为TR=10^8 GeV。我们发现，在大型强子对撞机上测定胶子-斯莱普顿质量比，将检验TR>10^9 GeV的可能性，从而检验等级重右手马约拉纳中微子的热稀薄生成的可行性。
2008-07-09 astro-ph hep-ph nucl-th
The standard and degenerate primordial nucleosynthesis versus recent experimental data
我们报告的结果大爆炸核合成（BBN）的基础上更新的代码，与其他最近的类似分析的预测相比，准确度的顺序为0.1%的He 4丰度。我们讨论的兼容性的理论结果，为消失的中微子化学势，与观测数据。通过似然分析得到了相对论中微子数和重子丰度的界。我们还分析了大中微子化学势对原始核合成的影响，最近的宇宙微波背景辐射谱的结果的动机。给出了电子中微子化学势和相对论中微子有效数的BBN不相容图。我们发现标准BBN与最近的BOOMERANG和MAXIMA-1结果似乎只是勉强一致，而对于大有效中微子数N_v \sim 10的简并BBN方案，一致性要好得多.
2000-07-31 astro-ph hep-ph
Stochastic Isocurvature Baryon Fluctuations, Baryon Diffusion, and Primordial Nucleosynthesis
我们研究了重子光子比（$η$）的真正随机空间分布对原始核合成的影响。我们产生的随机波动谱，其特征在于不同的光谱指数和均方根波动幅度。我们第一次明确地计算了重子扩散对这种随机涨落的核合成产额的影响。我们还考虑了大质量尺度不均匀体的坍塌不稳定性。我们的结果一般适用于任何原始机制产生波动的$η$，其特征在于由光谱指数。特别是，这些结果适用于原始等曲率重子涨落（PIB）模型。标度不变重子涨落的振幅被发现受到原始核合成的严重限制。然而，当$η$分布的特征在于随着长度尺度的增加而降低波动幅度时，重子扩散尺度上的令人惊讶的大波动幅度是允许的。
1996-06-04 astro-ph
Review of Big Bang Nucleosynthesis and Primordial Abundances
大爆炸核合成（英语：Big Bang Nucleosynthesis，BBN）是指在宇宙形成的最初几分钟内，轻原子核氘、氦3、氦4和锂7的合成。这篇评论集中在最近的改进测量的原始（BBN后，和修改前）这些核的丰度。我们提到了标准理论的改进，以及受数据限制的非标准扩展。（节略）
2000-01-18 astro-ph
Electron-Neutrino Degeneracy and Primordial Nucleosynthesis
我们讨论了电子中微子简并度的可能范围，这与轻元素原始丰度的推断是一致的。发现电子中微子简并度$|ξ_e|$可达$10^{-1}$量级，与现有数据一致。
1997-01-05 astro-ph
Precision Rates for Nucleon Weak Interactions in Primordial Nucleosynthesis and He-4 Abundance
我们报告了一个详细的计算结果的核子弱相互作用相关的中子质子密度比在原始核合成的开始。考虑了辐射电磁修正、有限核子质量项、热辐射对弱过程和中微子温度的影响，使$n \leftrightarrow p $速率的理论不确定度降低到1%.这转化为$^4 He$质量分数$Y_p$预测的灵敏度高达$10^{-4}$。我们发现一个积极的总修正玻恩预测$δY_p \simeq 0.004$。
1998-11-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Nucleosynthesis as a Test of the Friedmann Equation in the Early Universe
在标准的热大爆炸模型中，早期宇宙的膨胀由弗里德曼方程给出，其能量密度由相对论性粒子主导。由于在各种模型中，这个方程是改变，我们介绍了弗里德曼方程的修改，并表明，我们可以约束它们使用大爆炸核合成数据。当没有中微子/反中微子不对称性时，这些修改是紧密结合的，但在不对称性的存在下，边界变得松散得多。作为一个例子，我们将我们的结果应用到一个模型中，其中第二和第三家庭与第一家庭（非万有引力）不同地耦合到引力。
2003-09-18 astro-ph hep-ph
Primordial Nucleosynthesis, Majorons and Heavy Tau Neutrinos
我们确定了原始核合成后，一个沉重的τ中微子的限制，在存在的nu-τ湮灭成Majorons，预期在广泛的一类中微子质量的粒子物理模型。我们确定了轻中微子种类$N_{eq}$的等效数作为nu-tau质量和nu-tau-Majoron耦合$g$的函数。我们表明，对于理论上合理的$g$值$\gsim 10^{-4}$目前的核合成观测不能排除在兆电子伏范围内的努-τ质量。此外，这些模型在nu-tau质量区域1-10 MeV中给出了非常合理的$N_{eq} \leq 3$值。对宇宙学极限的回避为改进目前实验室对nu-tau质量的限制带来了新的兴趣，这种限制可以在tau-charm工厂中实现。
1997-04-11 astro-ph hep-ph
MeV-mass dark matter and primordial nucleosynthesis
质量为$m_X$在兆电子伏范围内的新暗物质候选者的湮灭可能解释了银河系正电子的存在，而这些正电子是解释来自银河系隆起的511千电子伏$γ$射线通量所必需的。我们研究了MeV质量的热遗迹粒子对$^2$ H、$^4$ He和$^7$ Li的原始合成的影响。如果新粒子在核合成时期与中微子处于热平衡状态，它们会增加$m_X\alt 10$ MeV的氦质量分数，因此不受欢迎。如果它们主要耦合到电磁等离子体，它们可以具有降低氦和氘的相反效果。对于$m_X=4$ -10 MeV，它们甚至可以提高预测和观察到的$^2$ H和$^4$ He丰度之间的总体一致性。
2004-05-27 astro-ph hep-ph
PArthENoPE: Public Algorithm Evaluating the Nucleosynthesis of Primordial Elements
我们描述了一个计算大爆炸核合成过程中产生的轻元素丰度的程序，该程序可在http://parthenope.na.infn.it/上公开获得。程序从核统计平衡条件出发，求解一组耦合的常微分方程组，跟踪核素偏离化学平衡的情况，确定它们的渐近丰度随重子密度、有效中微子数、宇宙学常数和中微子化学势等输入宇宙学参数的变化。该程序需要商业NAG库例程。
2008-05-30 astro-ph hep-ph
An analysis of helium primordial nucleosynthesis with a variable cosmological coupling
早期宇宙中氦的合成取决于许多输入参数，包括核合成发生期间的引力耦合值。为了追踪$G$在原初核合成中的影响，我们用半解析方法计算了氦的原初丰度作为引力耦合的函数。具体地说，我们利用Brans-Dicke理论构造了一个具有变化的$G$的宇宙学模型。核合成期的$G$值越大，预测的氦丰度越大。利用原始氦丰度的观测资料，建立了$G$随时间变化的约束条件。
2001-05-17 astro-ph gr-qc
Constraints on Supersymmetric Models from Catalytic Primordial Nucleosynthesis of Beryllium
带负电荷的残留物对核反应的催化作用导致原始^6 Li和^9 Be的产出增加。再加上对^6 Li和^9 Be的原始分数的观测限制，这对带电遗迹的原始丰度和寿命施加了很大的限制。我们分析了^9Be催化作用对超对称模型的约束，在超对称模型中，引力子是最轻的超对称粒子，而带电的斯莱普子--比如更轻的斯劳--是次轻的超对称粒子（NLSP）。我们发现，除了slepton NLSP的原始部分被显著耗尽的特殊情况之外，^9Be数据需要的slepton NLSP寿命小于6 × 10^3秒。我们还讨论了^6Li和^9Be的催化破坏问题，即后期形成带负电荷的质子束缚态，发现这不会导致对slepton寿命极限的任何重大修改。
2008-10-27 astro-ph hep-ph
Primordial Nucleosynthesis with varying fundamental constants: A semi-analytical approach
利用\citet{Esma91}提出的半解析方法，在假定基本相互作用的规范耦合常数可以变化的情况下，计算了原始核合成过程中产生的轻元素丰度。在QCD手征极限条件下，分析了计算丰度时核子质量、核结合能和截面与基本常数的依赖关系。得到了轻元素丰度随基本常数的变化关系。最后，利用$\De$，$\Het$，$\He$和$\Li$的观测数据，我们估计了原始核合成与现在之间基本常数变化的约束。所有观测到的丰度和WMAP估计的重子密度，都可以用不同的耦合常数来拟合理论预测。观测数据中可能存在的系统误差使我们无法得出更有力的结论。
2005-05-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Effect of Finite Mass on Primordial Nucleosynthesis
我们计算了有限核子质量对早期宇宙中质子和中子相互作用速率的微小影响。我们已经修改了原始核合成的标准代码，以包括这些修正，并发现4 He产额$δY / Y \simeq (0.47 - 0.50)% $有一个小的、系统的增加，这稍微取决于重子-光子比。其他轻元素丰度的分数变化是百分之几或更少的重子-光子比的有趣值。
1997-03-11 astro-ph
Primordial Nucleosynthesis in the Precision Cosmology Era
原始核合成提供了宇宙早期演化的一个探测器。考虑到探索宇宙的组成、结构和最近的演化的进展，现在是时候回顾大爆炸核合成（BBN）的现状，并将其预测以及由此产生的限制与那些来自宇宙演化后期独立观测的限制进行比较。在概述了早期宇宙中控制元素合成的关键物理之后，给出了宇宙学和粒子物理学的标准模型中BBN的预测，以及一些非标准模型中的预测。描述了用于推断原始丰度的观测数据，强调了精确度和准确度之间的区别。观测推断的遗迹丰度与预测的丰度进行比较，测试BBN的内部一致性，并使BBN推断的约束条件与来自宇宙背景辐射和大尺度结构数据的比较。通过这些比较，我们确认了一个成功的标准模型，并对粒子物理学和宇宙学的标准模型之外的物理学提出了限制（或暗示）。
2007-12-07 astro-ph gr-qc hep-ph
The Rees-Sciama effect and the primordial nucleosynthesis
众所周知，理论上，由于透明的膨胀空隙的尺寸与视界的尺寸相当，里斯-夏玛效应可以在宇宙微波背景辐射中引起任意大的附加红移。因此，再一次从理论上说，复合后立即存在的最终巨大空洞可能会从根本上改变大爆炸核合成理论的预测。如果这种可能性成立，那么暗物质可以主要是重子物质，同时，我们可以与原始核合成理论的预测相一致。研究这种可能性的结果是，观测到的宇宙微波背景辐射的极端各向同性拒绝了任何这样巨大的空洞的存在，因此这种可能性不成立。
2002-03-21 astro-ph
Nonequilibrium cosmic neutrinos and nucleosynthesis
本文综述了中微子在原初核合成中的作用。非平衡效应的重要性都强调了标准的无质量和可能有质量的中微子。给出了τ中微子质量的上界。考虑了原初丰度的空间变化和通过精确测量CMB各向异性观测它们的可能性，讨论了中微子振荡参数的核合成界限。
1998-07-14 astro-ph hep-ph
Primordial Big Bang Nucleosynthesis
大爆炸核合成是生产轻元素同位素D、He 3、He 4和Li 7的理论。在简要回顾了大约1 MeV温度下标准大爆炸模型的基本要素之后，讨论了BBN的理论输入和预测。通过对轻元素丰度的观测测定来检验这一理论，并对这些观测的现状进行了评述。在重子与光子比（标准模型的单个真实参数）的有限范围内，发现了标准模型和相关观测的一致性。BBN对化学演化，暗物质和粒子性质的限制的影响也将被讨论。
1999-01-18 astro-ph hep-ph
A linear programming approach to inhomogeneous primordial nucleosynthesis
在粒子扩散和引力坍缩都不重要的极限下，我们研究了重子-光子比$η$的{ \it arbitrary}分布$f$的非均匀原始核合成。通过离散化$f(η)$和线性规划，我们证明了当$f(η)$至多是$m+1$ delta函数之和时，对于原始元素丰度的一组$m$约束，给出了最大和最小可能值$\bar η$（$η$的最终平均值）.我们的线性规划结果表明，当$f$是一个任意的函数，有没有下限的$\bar η$，而上界本质上是齐次上界。
1995-10-25 astro-ph
Geometrical Effects of Baryon Density Inhomogeneities on Primordial Nucleosynthesis
我们讨论了涨落几何对原初核合成的影响。第一次，我们考虑凝聚的圆柱和圆柱壳的波动几何形状，除了凝聚的球体和球壳。我们发现，一个圆柱壳的几何形状允许一个明显更高的重子贡献的封闭密度（$Ω_b h_{50}^2 \la 0.2$）比允许在球形非均匀或标准均匀大爆炸模型。这一结果，这是相反的一些其他最近的研究，是由于几何和最近修订的估计的不确定性，在观测推断的原始轻元素丰度。我们还发现，在圆柱壳几何的非均匀原始核合成可以导致显着的Be和B生产。特别是，原始铍丰度可能高达[Be] = 12 + log（Be/H）$\approx -3$，同时仍满足所有轻元素丰度限制。
1996-09-19 astro-ph
Big Bang Nucleosynthesis Constraints on Hadronically and Electromagnetically Decaying Relic Neutral Particles
详细研究了在衰变的中性粒子遗迹中的大爆炸核合成。所有对测定2 H、3 H、3 He、4 He、6Li和7 Li的轻元素丰度产额很重要的非热过程都与热核聚变反应耦合，以获得相对准确的结果。将预测的轻元素产额与观测推断的原始轻元素丰度极限进行比较，以推断衰变时间在0.01秒<τ < 10^（12）秒区间内的遗迹衰变粒子的丰度和性质的约束。衰变粒子通常在早期受到4 He或2 H的限制，在中期受到6Li的限制，在很大程度上受到3 He/2 H的限制。约束示出了大量的强子分支比和衰变粒子质量，并可能被应用于约束早期宇宙的演化。
2006-11-10 astro-ph hep-ph
H-dibaryons and Primordial Nucleosynthesis
标准大爆炸理论预测的轻核素丰度与观测数据之间存在明显的差异，并通过假设核合成时代存在亚稳H重子来解释。这些二重子可以在禁闭跃迁时由一小部分奇异夸克形成。对于原始氘丰度为3 × 10^{-5}量级的情况，测量到的4 He丰度的差异要求H重子的相对丰度为n_H/n_B = 0.07量级，衰变时间为10^5 s量级。
1998-10-19 astro-ph
Primordial Nucleosynthesis For The New Millennium
标准的热大爆炸宇宙学的物理学确保早期宇宙是一个原始的核反应堆，在其演化的前20分钟合成轻核素（D，3He，4He和7Li）。在对标准模型（SBBN）中的核合成进行概述之后，将介绍原始丰度产额，然后是关于从观测数据到推断原始丰度的进展情况的现状报告（旨在激发本次研讨会期间的进一步讨论）。理论将面对观测，以评估SBBN的一致性，并约束宇宙学和粒子物理学。在新千年SBBN的一些关键问题将被强调，以及一个愿望清单，以挑战理论家和观察家一样。
2000-02-14 astro-ph
Cosmological Lepton Asymmetry, Primordial Nucleosynthesis, and Sterile Neutrinos
研究了早期宇宙中弱退耦后相干的活性物质-惰性物质和活性物质-活性物质增强的中微子味转变。我们表明，味转换效率在米赫耶夫-Smirnov-Wolfenstein共振可能是高（绝热演化）的相关中微子参数和能量。然而，我们指出，这些共振不能随着宇宙的膨胀而平滑和连续地扫过。我们展示了如何中微子味转换以这种方式可以离开两个活动和无菌中微子与非热能谱，以及如何，反过来，这些扭曲的能量谱可以影响中子质子比，原始核合成，和宇宙学质量/封闭约束无菌中微子。我们证明了与活跃中微子混合的轻不育中微子的存在可以从根本上改变宇宙学轻子数与原初核合成He-4产额之间的关系。
2005-09-18 astro-ph
Absence of a Lower Limit on Omega_b in Inhomogeneous Primordial Nucleosynthesis
我们发现，一类非均匀大爆炸核合成模型存在的重子-光子比显着小于从标准均匀大爆炸核合成（HBBN）推断的观测约束协议产生轻元素丰度。这些非均匀核合成模型的特征是重子的双峰分布，其中一些区域具有局部重子-光子比eta=3* 10 e-10，而其余区域是重子耗尽的。原始（2 H +3 He）/H<9* 10 e-5的HBBN方案必然要求大多数重子处于黑暗或不发光的形式，尽管在莱曼α云中可能存在高氘丰度的新观测可能会稍微放宽这一要求。这里描述的模型提供了另一种放松这一要求的方法，甚至可以消除重子-光子比的任何下限。
1994-07-12 astro-ph
Constraints on the Variation of G from Primordial Nucleosynthesis
我们在这里研究的影响，一个不同的G的早期宇宙的演化，特别是对原始核合成。G的这种变化可以用Brans-Dicke理论以及更一般的标量张量理论来模拟。修改后的核合成代码被用来调查这种效果，得到的结果被用来约束的理论参数。我们扩展了以前的原始核合成标量张量理论的研究，包括影响辐射统治期间，可以导致G的缓慢变化，并包括一个晚时间加速阶段的宇宙的历史。我们包括一个简短的讨论的时代的物质辐射平等的Brans-Dicke理论，这也是感兴趣的位置确定的宇宙微波背景功率谱峰。
2005-07-04 astro-ph gr-qc hep-th
Revisiting Nucleosynthesis Constraints on Primordial Magnetic Fields
鉴于几个相互矛盾的结果，我们重新分析了磁场对原始核合成的影响。在磁场在视界体积上是均匀的情况下，我们证明了磁场的主要效应是由它的能量密度对宇宙膨胀率的贡献和磁场对电子量子统计的影响给出的.虽然，为了获得场强的上限，前者的权重在数值上更大，但后者不能忽略。在PN码中包括这两种效应，我们得到在温度$T = 10^9~^oK$下的上限$B \le 1\times 10^{11}$高斯。我们推广的情况下，而不是磁场是不均匀的地平线长度的考虑。我们表明，在这些情况下，只有磁场对电子统计的影响是相关的。如果磁场在PN末端的相干长度在$10 \ll L_0 \ll 10^{11}$ cm范围内，我们的上限是$B \le 1\times 10^{12}$高斯。
1996-02-12 astro-ph hep-ph
Inhomogeneous Primordial Nucleosynthesis: Coupled Nuclear Reactions and Hydrodynamic Dissipation Processes
我们提出了一个详细的研究非均匀大爆炸核合成，第一次，核反应耦合到所有显着的波动耗散过程。这些过程包括中微子热输运，重子扩散，光子扩散热输运，以及光子-电子汤姆逊阻力的流体动力学膨胀。轻元素丰度产率提出了广泛的范围内的初始振幅和长度尺度的球形凝聚波动。$^2$ H、$^3$ He、$^4$ He和$^7$ Li核合成产率与观测推断的原始丰度不一致，但波动特征范围很窄。在核合成时期后期，涨落的快速流体动力学膨胀导致$^7$ Li（$^7$ Be）的显著破坏，只有当重子对闭合密度的贡献（$Ω_b$）小于或相当于均匀大爆炸核合成中这个量的上限时。这意味着，$^7$锂的过量生产将peclude的上限为$Ω_b$的任何非均匀核合成的情况下，采用球形凝聚波动的增加。
1993-12-30 astro-ph
