3.11 Bí ẩn liti-7 trong tổng hợp hạt nhân nguyên thủy: hiệu chỉnh kép bằng chuẩn hóa suất căng và bơm nhiễu nền

Trang chủ ／ Chương 3: Vũ trụ vĩ mô (V5.05)

Thuật ngữ

Mục này đặt vấn đề “liti-7 thấp” vào bức tranh sợi – biển – suất căng: trong vũ trụ sớm, Hạt không bền tổng quát (GUP) tồn tại đủ lâu để “đắp nặn” địa hình nền của Trọng lực suất căng thống kê (STG); khi các hạt này giải cấu trúc hoặc hủy, chúng tiêm vào các gói sóng yếu tạo thành Nhiễu cục bộ theo suất căng (TBN). Từ đây về sau, văn bản sẽ dùng đầy đủ các thuật ngữ “Hạt không bền tổng quát”, “Trọng lực suất căng thống kê” và “Nhiễu cục bộ theo suất căng”.

I. Hiện tượng và thế bế tắc

1. Khoảng cách quan sát:
   Khí quyển của các sao già nghèo kim loại (mặt phẳng Spite) cho thấy độ phong phú liti-7 thấp hơn dự đoán của tổng hợp hạt nhân Vụ Nổ Lớn tiêu chuẩn ở mức thiếu hụt theo bội số (mức độ thay đổi theo mẫu và phương pháp hiệu chỉnh).
2. “Những thứ khác đều khớp”:
   Với cùng đầu vào vũ trụ học và các tốc độ phản ứng hạt nhân, phần khối hêli-4 và tỷ số đơteri/hydro thường phù hợp quan sát, khiến việc “chỉ chỉnh riêng liti-7” trở nên khó khăn.
3. Ba ngả cụt chủ đạo:
   • Giả thuyết hao hụt do sao: Phải giải thích mức suy giảm “phổ biến và gần đồng mức” đồng thời vẫn nhất quán với chỉ dấu liti-6/sắt; yêu cầu cao.
   • Cập nhật tốc độ hạt nhân: Dù tinh chỉnh các tiết diện phản ứng then chốt, rất khó chỉ kéo riêng liti-7 về dải quan sát.
   • Tiêm “vật lý mới” ở thời sớm: Dựa vào phân rã/hủy để phá vỡ beri-7 thường đòi hỏi điều chỉnh rất khắt khe phổ sản phẩm, độ phong phú và thời gian sống, đồng thời không được làm nhiễu đơteri và phổ Bức xạ phông vi sóng vũ trụ (CMB).

II. Cơ chế vật lý (Hiệu chỉnh kép: chuẩn hóa suất căng + bơm nhiễu nền)

1. Chuẩn hóa suất căng: nhẹ nhàng “chia lại” nhịp đồng hồ và độ rộng cửa sổ
   • Hàm ý cốt lõi: Vũ trụ sớm là một “biển năng lượng” đặc, trong đó mức suất căng (độ “căng”) tinh vi tái chuẩn hóa nhịp tương đối giữa “đồng hồ phản ứng vi mô” và “đồng hồ làm nguội”, tức kéo/ép đều trục thời gian một lượng nhỏ mà không đổi công thức phản ứng hay hằng số vô thứ nguyên.
   • Cửa sổ tác động (hai pha mấu chốt):
     1. Pha đóng băng n/p ở thang giây: Chỉ cho phép hiệu chỉnh rất nhỏ để giữ ổn định đường cơ sở hêli-4.
     2. Pha hàng trăm–hàng nghìn giây (“mở nút cổ chai đơteri → sinh beri-7”): Beri-7 cực nhạy với nhịp làm nguội và thời gian chồng lấn phản ứng; đẩy nhẹ thời điểm “bật/tắt lò” lên trước hoặc lùi sau sẽ làm hẹp hoặc lệch cửa sổ tạo thành hiệu quả nhất, qua đó giảm sản lượng ròng.
   • So sánh trực quan: Tổng hợp tiêu chuẩn giống nồi “súp hóa học” nguội dần; chuẩn hóa suất căng như vặn nhanh/chậm đồng hồ bếp một chút, dời hơi nhẹ khoảng trộn tối ưu; công thức giữ nguyên, chỉ khác đôi chút thời khắc múc ra.
2. Bơm nhiễu nền: mũi “kết liễu” thưa thớt, ngắn hạn, có chọn lọc
   • Nguồn gốc và đặc trưng: Trong môi trường dày đặc thời sớm, Hạt không bền tổng quát sinh–diệt với tần suất cao; khi giải cấu trúc, chúng tung ra các gói sóng yếu băng thông rộng, độ kết hợp thấp. Phần lớn nhiệt hóa tức thời và hòa vào lịch sử nhiệt. Tuy nhiên, về mặt thống kê vẫn có những vi “mũi tiêm” cực thưa nhưng rơi trúng thời khắc.
   • Vì sao “đánh trúng” beri-7: Chỉ cần bơm một lượng siêu nhỏ nơtron hoặc một dải hẹp photon mềm đúng vào giai đoạn beri-7 chiếm ưu thế sẽ phá hủy ưu tiên beri-7 mà không chạm tới đơteri/hêli-4:
     1. Nhánh nơtron: Be-7(n,p)Li-7 rồi Li-7(p,α)He-4, kết cuộc là hạ thấp liti-7.
     2. Nhánh photon mềm: Dải phổ hẹp–yếu–ngắn nhắm vào các “cửa sổ hấp thụ mong manh” hơn của Be-7/Li-7 để “hạ beri” mà “không đun đơteri”.
   • Ràng buộc bậc độ lớn: Cường độ và thời lượng phải đủ nhỏ để ở xa dưới các giới hạn biến dạng μ/y của Bức xạ phông vi sóng vũ trụ và dưới các ràng buộc nguyên tố nhẹ; chỉ đóng vai trò mũi kết liễu chọn lọc.
   • So sánh trực quan: Món ăn đã chín; khi vừa nhấc khỏi bếp, chạm nhẹ vào phần topping giòn để gỡ “phần đội mũ quá tay” mà không đổi hương vị tổng thể.
3. Phối hợp: chỉnh đồng hồ trước, đẩy nhẹ sau
   • Bước một: Chuẩn hóa suất căng làm hẹp hoặc làm lệch “cửa sổ” của beri-7, kéo giảm sản lượng nền.
   • Bước hai: Nhiễu cục bộ theo suất căng ra đòn rất nhỏ, chính xác ngay sát khoảng thời gian đó để hạ tiếp phần beri-7 còn lại.
   • Kết quả hợp tấu: Liti-7 rơi vào dải quan sát trong khi đơteri và hêli-4 vẫn ở vùng thành công.

III. Tham số và ranh giới (giữ nguyên những phần vốn đã đúng)

• Ràng buộc hêli-4: Biên độ hiệu chỉnh ở pha thang giây chịu trần rất chặt để duy trì độ ổn định của Yp.
• Ràng buộc đơteri: Thời điểm, phổ và cường độ của bơm nhiễu nền phải tránh các ngưỡng có thể phá vỡ đơteri.
• Phổ Bức xạ phông vi sóng vũ trụ: Quy mô bơm cho phép phải thấp xa dưới giới hạn μ/y hiện tại, dự kiến chỉ để lại vệt rất yếu, khó phân giải.
• Sản phẩm đồng vị phụ: Theo dõi các lệch nhỏ của Li-6/Li-7 và He-3; nếu xuất hiện, biên độ nên tương thích với “mũi kết liễu yếu” thay vì viết lại toàn bộ.
• Tính nhất quán vũ trụ học: Không thay đổi các hằng số vô thứ nguyên và kiểu tương tác; chuẩn hóa suất căng chỉ là tinh chỉnh nhỏ nhịp thời gian tương đối.

IV. Dự đoán có thể kiểm định và các đường kiểm tra

• Vi biến dạng gần như bằng không trong Bức xạ phông vi sóng vũ trụ:
  Tương lai, các nhiệm vụ quang phổ nhạy hơn sẽ siết chặt giới hạn μ/y; tín hiệu kỳ vọng ở đây thấp hơn ngưỡng hiện tại—tiệm cận 0 nhưng không tuyệt đối bằng 0.
• Khác biệt rất nhỏ của mặt phẳng Spite theo môi trường:
  Nếu chuẩn hóa suất căng là yếu tố chi phối, giá trị mặt phẳng liti-7 có thể chênh lệch hệ thống rất nhỏ giữa các môi trường quy mô lớn (sợi/nút/rỗng), đòi hỏi thống kê mẫu lớn.
• Bằng chứng gián tiếp cho phá hủy beri-7:
  Các lệch nhỏ đồng biến ở Li-6/Li-7 và He-3 có thể xuất hiện; cần tách bạch với xử lý bề mặt ở giai đoạn sao muộn.
• Đồng biến yếu với Nhiễu cục bộ theo suất căng:
  Nếu bơm nhiễu nền thực sự diễn ra, cường độ thống kê của nó nên đồng biến dương nhưng yếu với mức hoạt động thời sớm, nhất quán với bức tranh “nâng nền khuếch tán” đã nêu ở nơi khác.

V. Quan hệ với các hướng tiếp cận truyền thống

• Phiên bản “dịu” của ý tưởng tiêm hạt mới:
  Cách tiếp cận truyền thống xem tiêm là hiệu ứng chính nên phải tinh chỉnh gắt gao. Ở đây, chuẩn hóa suất căng (vi chỉnh nhịp đồng hồ) gánh phần chính, còn tiêm chỉ là hiệu ứng phụ rất yếu, nhờ đó nới lỏng áp lực lên phổ sản phẩm, thời gian sống và độ phong phú.
• Bù đắp cho giả thuyết hao hụt do sao:
  Không loại trừ một mức hao hụt bề mặt muộn vừa phải, nhưng không phụ thuộc vào nó như lời giải duy nhất; nếu có, nó chỉ là lớp tinh chỉnh đặt lên “hiệu chỉnh kép”.
• Tương thích với việc rà soát tốc độ hạt nhân:
  Việc tinh chỉnh các tốc độ phản ứng vẫn quan trọng; với các bảng tốc độ mới nhất, chỉ cần thừa nhận hiệu ứng nhỏ của chuẩn hóa suất căng và mũi kết liễu nhiễu nền, liti-7 sẽ không còn “cứng đầu vượt mức”.

VI. So sánh (trực giác đời thường)

Vặn hẹn giờ nướng + chọc xẹp nhẹ
Chuẩn hóa suất căng như vặn nhanh/chậm hẹn giờ lò nướng một chút để giai đoạn nở tối ưu xê dịch nhẹ; Nhiễu cục bộ theo suất căng giống cú chạm nhẹ trước khi bày ra để làm phẳng chỗ phồng quá mức. “Chiếc bánh” chính (hêli-4 và đơteri) không đổi; chỉ có đỉnh liti-7 quá cao được san bớt.

VII. Tóm lại

• Định vị vấn đề: Bí ẩn liti-7 cần những tinh chỉnh nhỏ về trục thời gian và độ mạnh nhiễu, không phải lật đổ toàn bộ tổng hợp tiêu chuẩn.
• Thay đổi chủ đạo: Chuẩn hóa suất căng dịch nhẹ thời khắc “mở/tắt lò” của tổng hợp hạt nhân nguyên thủy, ưu tiên hạ sản lượng liti-7 qua kênh beri-7.
• Trang điểm tinh tế: Nhiễu cục bộ theo suất căng, áp dụng đúng thời đoạn với cường độ cực nhỏ, ngắn và có chọn lọc, cắt giảm beri-7 mà không làm xáo trộn đơteri hay hêli-4.
• Tính nhất quán tổng thể: Hai hiệu ứng cộng lại vừa giữ nguyên các thành công cốt lõi của mô hình tiêu chuẩn, vừa đưa ra con đường giải quyết có thể kiểm định và mang tính vật chất, thống nhất với mạch giải thích về Hạt không bền tổng quát, Trọng lực suất căng thống kê và Nhiễu cục bộ theo suất căng.