Esta pregunta está relacionada con la Nucleosíntesis del Big Bang de elementos ligeros, más concretamente, no entiendo algunas características del gráfico
¿Por qué las abundancias$^3$ He y D disminuyen al aumentar barión a fracción de fotones mientras aumenta la abundancia de Li?
¿Y cuál es esa extraña caída en la abundancia de Li?
Nótese en primer lugar que el deuterio y el $^3$Que son tres en orden de magnitud menor que $^4$Él. Para $^7$Li la diferencia es de unos nueve orden de magnitud! Las características de estos elementos son, por tanto, mayor en comparación a $^4$Él.
Un cuadro importante a tener en cuenta para comprender lo que está ocurriendo es la siguiente se describen las reacciones que ocurren durante la BBN:
Las principales características de la gráfica son los siguientes:
En contraste con el más ligero de los núcleos de la abundancia de $^4$es relativamente insensible a la densidad de bariones. La abundancia de $^4$Que aumenta ligeramente con la bariones para fotones de la relación de $\eta$. Esto es debido a que en el inicio prácticamente todos los disponibles de neutrones se están encerrados en $^4$Él, su abundancia depende críticamente de la competencia entre la interacción débil tarifas y la tasa de expansión del universo. El mayor de los nucleones de la densidad, el antes, el Deuterio cuello de botella de$^\dagger$ puede ser violado. Ya que en tiempos anteriores no son más neutrones, más $^4$Le será hecho. Este resultado en una muy lento incremento de los con $\eta$.
En el otro lado D y $^3$de la abundancia de disminuir con bariones-a-proporción de fotones. Esto está relacionado con el punto anterior: a mayor el nucleón densidad más D y $^3$Que se queman en $^4$Él, dejando menos cantidad de estos elementos.
El comportamiento de $^7$Li es más complicado. En la parte inferior $\eta$ valores de este elemento es sintetizada por el $^3$H$(\alpha,\gamma)^7$Li reacciones, pero son fácilmente destruidos en las colisiones con los protones. Por lo tanto, con el aumento de bariones-a-proporción de fotones (y se mantiene sin embargo en el bajo régimen de $\eta<3$ ) la destrucción de $^7$Li va más rápido y la abundancia disminuye. A mayor abundancia, sin embargo, acerca de la $\eta>3$, el litio es en gran medida indirectamente sintetiza como berilium. Esta masa-7 elemento se realiza a través de la reacción de $^3$$(\alpha,\gamma)^7$. Desde $^7$Ser está más estrechamente vinculado es más difícil de destruir que de $^7$Li y la abundancia de $^7$Se incrementa. Más tarde, cuando el universo es más fresco, y los átomos neutros puede comenzar a formarse, $^7$Ser captura de un electrón y la decadencia a $^7$Li.
La inmersión en el medio está causada por la destrucción reacción que implica la captura de protones y de desintegración en dos $^4$De los núcleos.
$\dagger$ Nucleosíntesis sólo puede comenzar una vez que la energía de enlace de D (la que tiene la menor energía de enlace de alrededor de 2.2 MeV) puede ser violado. Todos los otros núcleos requiere 3-cuerpo de la colisión a formarse si D no está disponible todavía. Una vez que D se forma de inmediato son procesados en $^4$Él.
Tenga en cuenta que la batería de Litio de la abundancia observada, a diferencia de los núcleos más ligeros, por observación directa no está de acuerdo con la predicción teórica deducida de la medida de la densidad de bariones de la CMB.
Fuente: el Big Bang de la Nucleosíntesis: Sondeo de los Primeros 20 Minutos por G. Steigman
He encontrado este enlace para la trama.
La predicción de la abundancia de deuterio, helio y litio, depende de la densidad de la materia ordinaria en el universo temprano, como se muestra en la figura de la izquierda. Estos resultados indican que el rendimiento de helio es relativamente insensible a la abundancia de la materia ordinaria, por encima de un determinado umbral. Nos genéricamente esperar alrededor de 24% de la materia ordinaria en el universo de helio producido en el Big Bang. Esto está en muy buen acuerdo con las observaciones y es otro gran triunfo para la teoría del Big Bang.
Sin embargo, el modelo del Big Bang puede ser probado aún más. Dada una medición precisa de la abundancia de la materia ordinaria, de la predicción de la abundancia de los otros elementos de luz se vuelve muy limitada. El satélite WMAP es capaz de medir directamente la materia ordinaria de la densidad y se encuentra con un valor de 4.6% (±0.2%), indicada por la línea vertical de color rojo en el gráfico.
Esto lleva a que predijo la abundancia demostrado por los círculos en el gráfico, que están en buen acuerdo con los observados en abundancias.
Así que es evidente que las curvas son los resultados de los cálculos teóricos, validado por satélite de las mediciones en los círculos.
Ahora la respuesta a "por qué" se convierte en "porque es lo que el cálculo teórico predice", y es importante que sea probado.
Este es un importante y detallada de la prueba de la nucleosíntesis, y también se evidencia en apoyo de la teoría del Big Bang. Tenía los resultados que ha estado en conflicto, señalaría 1) errores en los datos, 2) una comprensión incompleta del proceso de Big Bang de la nucleosíntesis, 3) una falta de comprensión de los mecanismos que producen fluctuaciones en la radiación de fondo de microondas, o 4) un problema más fundamental con la teoría del Big Bang.
Uno puede de la mano de onda, mirando la forma en que las reacciones son :
Un segundo después del Big Bang, la temperatura del universo era de unos 10 mil millones de grados y se llenó de un mar de neutrones, protones, electrones, anti-electrones (positrones), los fotones y los neutrinos. A medida que el universo se enfría, la neutrones, ya sea decaído en protones y electrones o se combina con los protones para hacer de deuterio (un isótopo del hidrógeno). Durante los tres primeros minutos del universo, la mayoría de la deuterio se combinan para hacer de helio. Trazas de litio también se produce en este momento.
A partir de esta trama
¿Por qué el 3He y D de la abundancia de ir hacia abajo con el aumento de bariones a la fracción de fotones, mientras que el Li abundancia sube?
Me imagino que porque los protones/neutrones se vinculan cada vez más en Él por lo menos deuterio y el Tritio se pueden fusionar con el de ellos.
Y ¿qué es ese extraño chapuzón en la Li abundancia?
Vemos que el Litio es el producto final de la descomposición de la inestable 7ser o la fusión de tritio con 4He. La competencia de las cadenas de construir no es fuera de lo común ver a un chapuzón en la 7Li, la disminución de una ruta de acceso (tritio, ver una) , como el helio es constante), mientras que el otro toma el relevo( la escala es logarítmica, el lento aumento de He4 podría hacerlo) .
En cualquier caso, uno debe tener el modelo exacto para comprobar los comportamientos individuales.
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