The effect of forbidden transitions on cosmological hydrogen and helium recombination
Notice bibliographique
Résumé
More than half of the atoms in the Universe recombined via forbidden transitions, so that accurate treatment of the forbidden channels is important in order to follow the cosmological recombination process with the level of precision required by future microwave anisotropy experiments. We perform a multilevel calculation of the recombination of hydrogen (H) and helium (He) with the addition of the 23P1–11S0 spin-forbidden transition for neutral helium (He i), plus the nS–1S and nD–1S two-photon transitions for H (up to n= 40) and among singlet states of He i (n≤ 10 and ℓ≤ 7). The potential importance of such transitions was first proposed by Dubrovich & Grachev using an effective three-level atom model. Here, we relax the thermal equilibrium assumption among the higher excited states to investigate the effect of these extra forbidden transitions on the ionization fraction xe and the cosmic microwave background (CMB) angular power spectrum Cℓ. The spin-forbidden transition brings more than 1 per cent change in xe. The two-photon transitions may also give non-negligible effects, but currently accurate rates exist only for n≤ 3. We find that changes in both xe and Cℓ would be at about the per cent level with the approximate rates given by Dubrovich & Grachev. However, the two-photon rates from 3S to 1S and 3D to 1S of H appear to have been overestimated, and our best numerical calculation puts the effect on xe and Cℓ at below the per cent level. Nevertheless, we do not claim that we have the definite answer, since several issues remain open; sub-per cent level computation of the Cℓ values requires improved calculations of atomic transition rates as well as increasingly complex multilevel atom calculations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».