Untersuchung von Vereinheitlichungsszenarien mit der Big Bang Nukleosynthese

Wir erweitern einen kürzlich entwickelten Big Bang Nukleosynthese (BBN) Code, PRyMordial, um eine breite Klasse von Grand Unified Theories einzugrenzen, die für die BBN empfindlich sind, da diese zu variierenden fundamentalen Kopplungen führen. Eine zuvor entwickelte selbstkonsistente perturbative Analyse der Auswirkungen dieser Variationen wurde in PRyMordial implementiert, was zu robusten Einschränkungen des Wertes der feinen Strukturkonstanten, α, in der BBN-Ära führt, unter Verwendung aktueller Beobachtungen von Helium-4 und Deuterium-Vorkommen. Wir haben zwei unterschiedliche viable Szenarien untersucht, die auf alternativen Annahmen zum gravitativen Sektor basieren: Die Variation der gravitativen Kopplung kann entweder durch Variation der Teilchenmassen oder von Newtons Gravitationskonstante umgesetzt werden. Bei der Variation der Massen erhielten wir auf dem 68\% Konfidenzniveau eine Einschränkung der relativen Variation von α, zwischen der BBN-Ära und dem aktuellen Laborwert, von Δα/α=251 ppm (Teile pro Million), während für die Variation von Newtons Konstante die analoge Einschränkung Δα/α=222 ppm ist. Wir zeigen auch, dass diese Modelle bei gegebenen Einschränkungen keine Lösung für das kosmologische Lithiumproblem bieten.