研究人員加深了對大爆炸和宇宙學中鋰丰度問題的認識

最近,一個國際研究小組根據最新的實驗數據成功地更新了7Li(d,n)24He反應速率,從核物理學的角度消除了宇宙學鋰(Li)問題中的重大模糊性。大爆炸目前被認為是描述宇宙起源和演變的最成功的模型。然而,它卻受到了所謂的鋰問題的限制,鋰問題是指原始鋰-7丰度與觀測值相比被高估了三倍,而觀測到的原始氘和氦丰度卻與模型相匹配。

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從核物理學的角度來看,準確的鋰破壞反應的反應速率對於準確預測原始鋰-7丰度和進一步理解鋰問題非常關鍵。然而,作為一個重要的鋰-7破壞反應,7Li(d,n)24He反應在2018年之前都還沒有得到很好的研究。

發表在《天體物理學報》上的一項新研究,根據最近對三個近閾值鈹-9激發態的實驗測量,更新了7Li(d,n)24He反應速率。這項工作是由一個國際研究小組進行的,該小組由中國科學院現代物理研究所的Hou Suqing領導。

7Li(d,n)24He的總反應速率作為溫度的函數,單位為千兆開爾文,其中綠色陰影帶是其相關的不確定性。為了進行比較,研究人員還繪製了先前CF88和BM93的結果。

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研究人員發現,在原始核合成開始的典型溫度下,新的7Li(d,n)24He速率總體上比以前的估計值要小60倍左右。

此外,研究人員首次提出了由實驗直接制約的7Li(d,n)24He反應速率的不確定性。

根據這項研究,新的結果消除了由於這一反應而計算出的鋰-7丰度的重大模糊性,這將有助於理解原始鋰問題和探測標準模型之外的異類物理。