Limits on non-relativistic matter during Big-bang nucleosynthesis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Big-bang nucleosynthesis (BBN) probes the cosmic mass-energy density at temperatures ∼ 10 MeV to ∼ 100 keV. Here, we consider the effect of a cosmic matter-like species that is non-relativistic and pressureless during BBN. Such a component must decay; doing so during BBN can alter the baryon-to-photon ratio,η, and the effective number of neutrino species. We use light element abundances and the cosmic microwave background (CMB) constraints onη andNνto place constraints on such a matter component. We find that electromagnetic decays heat the photons relative to neutrinos, and thus dilute the effective number of relativistic species toNeff< 3 for the case of three Standard Model neutrino species. Intriguingly, likelihood results based onPlanckCMB data alone findNν= 2.800 ± 0.294, and when combined with standard BBN and the observations of D and4He giveNν= 2.898 ± 0.141. While both results are consistent with the Standard Model, we find that a nonzero abundance of electromagnetically decaying matter gives a better fit to these results. Our best-fit results are for a matter species that decays entirely electromagnetically with a lifetime τX= 0.89 sec and pre-decay density that is a fractionξ= (ρX/ρrad|10 MeV = 0.0026 of the radiation energy density at 10 MeV; similarly good fits are found over a range whereξτX1/2is constant. On the other hand, decaying matter often spoils the BBN+CMB concordance, and we present limits in the (τX,ξ) plane for both electromagnetic and invisible decays. For dark (invisible) decays, standard BBN (i.e.ξ= 0) supplies the best fit. We end with a brief discussion of the impact of future measurements including CMB-S4.
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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 | 0,003 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| 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 ».