在我們的宇宙中，鋰的理論數量和觀測數量之間存在着巨大的差異。這被稱為宇宙學的鋰問題，幾十年來一直困擾着宇宙學家。現在，研究人員已經將這一差異減少了約10%，這要歸功於一項關於負責創造鋰的核過程的新實驗。這項研究可能為更全面地了解早期宇宙指明了方向。
科學界有一句名言：”在理論上，理論和實踐是一樣的。在實踐中，它們是不一樣的”。這句話幾乎在每個學術領域都是正確的，但在宇宙學中尤其常見，即對整個宇宙的研究，我們認為我們應該看到的和我們真正看到的並不總是一致的。這主要是因為許多宇宙學現象由於無法接觸到而難以研究。宇宙學現象通常是我們無法觸及的，因為涉及到極端的距離，或者往往在人類大腦進化到首先擔心它們之前就已經發生了 – 大爆炸就是這種情況。
來自東京大學核研究中心的項目助理教授Seiya Hayakawa和講師Hidetoshi Yamaguchi以及他們的國際團隊對宇宙學的一個領域特別感興趣，在這個領域中，理論和觀測非常不一致，這就是缺失的鋰的問題，即宇宙學鋰問題（CLP）。簡而言之，理論預測，在創造了宇宙中所有物質的大爆炸之後的幾分鐘內，應該有比我們實際觀察到的多三倍左右的鋰的丰度。但是Hayakawa和他的團隊解釋了這一差異的一部分，並因此為有一天可能完全解決這一問題的研究鋪平了道路。
Hayakawa表示：”137億年前，隨着物質從大爆炸的能量中凝聚起來，我們都認識的常見輕元素–氫、氦、鋰和鈹–在一個我們稱之為大爆炸核合成（BBN）的過程中形成。”然而，BBN並不是一個直接的事件鏈，一個東西依次變成另一個東西；它實際上是一個複雜的過程網絡，質子和中子的雜亂無章建立了原子核，其中一些衰變為其他原子核。例如，一種形式的鋰，或同位素–鋰-7的丰度，主要是由鈹-7的產生和衰變而來。但它要麼在理論上被高估，要麼在現實中觀察不足，要麼是兩者的結合。這如果能得到解決，便可以真正了解當年發生的事情。”
鋰-7是最常見的鋰的同位素，占所有觀測結果的92.5%。然而，儘管公認的BBN模型極其準確地預測了參與BBN的所有元素的相對數量，但預期的鋰-7的數量比實際觀察到的要多三倍左右。這意味着我們對早期宇宙的形成存在着知識上的空白。有幾種理論和觀測方法旨在解決這個問題，但Hayakawa和他的團隊使用粒子束、探測器和一種被稱為特洛伊木馬的觀測方法模擬了BBN期間的條件。
“我們比以往任何時候都更仔細地研究了BBN反應之一，即鈹-7和一個中子衰變為鋰-7和一個質子。由此產生的鋰-7丰度水平比預期的略低，大約低10%，”Hayakawa說。”這是一個非常難以觀察的反應，因為鈹-7和中子是不穩定的。因此，我們使用了氘核，一個帶有額外中子的氫核，作為一個容器，在不干擾鈹-7光束的情況下將中子’偷渡’到其中。
這是一項獨特的技術，由該天文研究團隊合作的一個意大利小組開發，其中氘核就像希臘神話中的特洛伊木馬，而中子就是潛入堅不可摧的特洛伊城而不驚動守衛的士兵（破壞樣品的穩定性）。新的實驗結果可以為未來的理論研究人員在試圖解決CLP時提供一個稍微不那麼艱巨的任務。