缩小差距：研究人员解释了我们宇宙中缺少一些锂元素的原因
科学界有一句名言："在理论上，理论和实践是一样的。在实践中，它们是不一样的"。这句话几乎在每个学术领域都是正确的，但在宇宙学中尤其常见，即对整个宇宙的研究，我们认为我们应该看到的和我们真正看到的并不总是一致的。这主要是因为许多宇宙学现象由于无法接触到而难以研究。宇宙学现象通常是我们无法触及的，因为涉及到极端的距离，或者往往在人类大脑进化到首先担心它们之前就已经发生了 - 大爆炸就是这种情况。
来自东京大学核研究中心的项目助理教授Seiya Hayakawa和讲师Hidetoshi Yamaguchi以及他们的国际团队对宇宙学的一个领域特别感兴趣，在这个领域中，理论和观测非常不一致，这就是缺失的锂的问题，即宇宙学锂问题（CLP）。简而言之，理论预测，在创造了宇宙中所有物质的大爆炸之后的几分钟内，应该有比我们实际观察到的多三倍左右的锂的丰度。但是Hayakawa和他的团队解释了这一差异的一部分，并因此为有一天可能完全解决这一问题的研究铺平了道路。
Hayakawa表示："137亿年前，随着物质从大爆炸的能量中凝聚起来，我们都认识的常见轻元素--氢、氦、锂和铍--在一个我们称之为大爆炸核合成（BBN）的过程中形成。"然而，BBN并不是一个直接的事件链，一个东西依次变成另一个东西；它实际上是一个复杂的过程网络，质子和中子的杂乱无章建立了原子核，其中一些衰变为其他原子核。例如，一种形式的锂，或同位素--锂-7的丰度，主要是由铍-7的产生和衰变而来。但它要么在理论上被高估，要么在现实中观察不足，要么是两者的结合。这如果能得到解决，便可以真正了解当年发生的事情。"
锂-7是最常见的锂的同位素，占所有观测结果的92.5%。然而，尽管公认的BBN模型极其准确地预测了参与BBN的所有元素的相对数量，但预期的锂-7的数量比实际观察到的要多三倍左右。这意味着我们对早期宇宙的形成存在着知识上的空白。有几种理论和观测方法旨在解决这个问题，但Hayakawa和他的团队使用粒子束、探测器和一种被称为特洛伊木马的观测方法模拟了BBN期间的条件。
"我们比以往任何时候都更仔细地研究了BBN反应之一，即铍-7和一个中子衰变为锂-7和一个质子。由此产生的锂-7丰度水平比预期的略低，大约低10%，"Hayakawa说。"这是一个非常难以观察的反应，因为铍-7和中子是不稳定的。因此，我们使用了氘核，一个带有额外中子的氢核，作为一个容器，在不干扰铍-7光束的情况下将中子'偷渡'到其中。
这是一项独特的技术，由该天文研究团队合作的一个意大利小组开发，其中氘核就像希腊神话中的特洛伊木马，而中子就是潜入坚不可摧的特洛伊城而不惊动守卫的士兵（破坏样品的稳定性）。新的实验结果可以为未来的理论研究人员在试图解决CLP时提供一个稍微不那么艰巨的任务。
