Big Bang nucleosynthesis
Quanti barioni ci possono essere nell'universo?
Reazioni dopo t>10-2 s, T~20 MeV
e + n e- + p
e + p e+ + n
n p + e- + e ( = 885.7 s)
Nn/Np = exp(-Q/kT) Q = (Mn-Mp)c2 = 1.293 MeV
Freeze out kT = 0.80 MeV Nn/Np = exp(-Q/kT) = 0.20 n + p 2H+ + Q Q=2.2 MeV
Moltissimi (109) rispetto a n,p
(annichilazione barioni-antibarioni)
Quando kT = 0.05-0.06 MeV (t~300 s) D freeze-out.
r=Nn/Np = 0.135 (dopo il decadimento dei neutroni) Y = 4NHe/(NH4+NHe) = 2r/(1+r) ~ 0.24
t=300 s, T~00.5 MeV
3He + 4He 7Be +
7Be + n 7Li + p
Più tardi 7Be + e- 7Li +
La velocità delle reazioni dipende dalla densità di barioni espressa come:
10 = 1010(nB/n)
n nota da misure di CMB Definizione B = B c dove
c = 3H02/8GN densità massa critica (H0 parametro di Hubble oggi, GN costante di Newton)
10 = 274 h2B dove h = H0(100 km/s) (h~0.7)
Densità barionica
La densità barionica si estrae da
10 = 6.11 +- 0.20
h2B = 0.0223 +- 0.0007
B ~ 0.044
D'altra parte sappiamo da misure cosmologiche
~ c e dunque che il contributo barionico alla densità dell'universo è minoritario.