В первые минуты Большого взрыва Вселенная приготовила коктейль из водорода, гелия и щепотки лития. Но рецепт дал сбой: по расчётам Георгия Гамова, Ральфа Альфера и Фреда Хойла, лития должно быть втрое больше, чем видят астрономы. Эта нестыковка десятилетиями не поддавалась решению.
Новая работа предлагает двух поваров-невидимок. Первая частица, тяжёлая, распадается через секунды-часы после взрыва и выпускает нейтрино. Эти нейтрино превращают часть протонов в нейтроны, что урезает выход лития, но одновременно перебарщивает с дейтерием — тяжёлым водородом, чьё количество строго выверено по свету далёких облаков. Затем вступает вторая частица, лёгкая, которая живёт дольше суток. Она распадается на фотоны, и этот свет аккуратно разбивает излишки дейтерия, не трогая литий. Итог — оба элемента попадают в наблюдаемый коридор. Такой точный танец распадов впервые показывает, что литиевую загадку можно закрыть без ущерба для дейтерия.
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.01324
The primordial lithium problem remains a persistent motivation for new-physics modifications of Big Bang nucleosynthesis, yet the precision of the observed deuterium abundance now places strong constraints on such attempts. This indicates that the challenge is not simply to reduce $$^{7}\mathrm{Li}$$, but to realize the correlated shifts among light-element abundances required to do so without spoiling deuterium. We investigate this issue in a concrete two-step decay scenario involving two unstable particles undergoing sequential late decays. In the first stage, a majoron with lifetime $$\tau_J \sim 10\,\text{--}\,10^4\,\mathrm{sec}$$ decays predominantly into neutrinos, increasing the neutron abundance and thereby reducing the primordial $$^{7}\mathrm{Li}+\!{}^{7}\mathrm{Be}$$ yield. This mechanism, however, simultaneously drives deuterium above the observationally allowed range. In the second stage, an axion-like particle with a longer lifetime $$\tau_\phi \gtrsim 10^5\,\mathrm{sec}$$ decays into photons, inducing late-time photodissociation that compensates the excess deuterium without erasing the earlier reduction of lithium, while further amplifying the depletion of $$^{7}\mathrm{Li}+\!{}^{7}\mathrm{Be}$$. Although the setup is model-dependent, it serves as an explicit proof of concept that the lithium abundance can be lowered consistently with current deuterium constraints. More broadly, our analysis highlights that a viable resolution may require a nontrivial combination of decay channels and decay epochs, and clarifies the pattern of abundance response that successful late-decay scenarios must achieve.
Если бы литий рождался по расчётам, в каждом литре воды его было бы столько, что хватило бы на тысячи батареек. Однако в реальности его втрое меньше.