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具有非单调张量-标量比的标准单场慢滚暴胀

宇宙学与河外天体物理 2016-08-17 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

我们采取一种务实的、模型无关的方法来处理单场慢滚规范暴胀,所施加的条件不是针对势,而是针对慢滚参数 ϵ(ϕ)\epsilon(\phi) 及其导数 ϵ(ϕ)\epsilon^{\prime }(\phi)ϵ(ϕ)\epsilon^{\prime\prime }(\phi),从而提取出在扰动产生处 ϕH\phi_{H}(即暴胀结束前约 5050 - 6060ee-folds 处)张量-标量比 rr 和跑动 nskn_{sk} 的一般条件。我们发现相当普遍地,对于 ϵ(ϕ)\epsilon(\phi) 出现极大值的模型,较大的 rr 极可能伴随正的跑动,而可忽略的张量-标量比则意味着负的跑动。然而,确定的答案由慢滚参数 ξ2(ϕ)\xi_2(\phi) 给出。为了容纳满足 Planck 数据允许极限值的大张量-标量比,我们研究了一种在暴胀大部分时间内递减的非单调 ϵ(ϕ)\epsilon(\phi)。由于在 ϕH\phi_{H} 处慢滚参数 ϵ(ϕ)\epsilon(\phi) 是递增的,因此我们要求 ϵ(ϕ)\epsilon(\phi)ϕ>ϕH\phi > \phi_{H} 处出现极大值,此后 ϵ(ϕ)\epsilon(\phi) 减小到产生大部分 ee-folds 的小值。暴胀的结束可能通过混合机制发生,并且获得小的场偏移 ΔϕeϕHϕe\Delta\phi_e\equiv |\phi_H-\phi_e |,这要求 ϵ(ϕ)\epsilon(\phi) 具有足够薄的分布轮廓,但不应与第二慢滚参数 η(ϕ)\eta(\phi) 冲突。作为该分析的结果,我们找到了 Δϕe\Delta \phi_erHr_H 和标量谱指数 nsHn_{sH} 的界限。最后我们给出了明确实现这些考虑的示例。

关键词

引用

@article{arxiv.1512.03105,
  title  = {Canonical single field slow-roll inflation with a non-monotonic tensor-to-scalar ratio},
  author = {Gabriel German and Alfredo Herrera-Aguilar and Juan Carlos Hidalgo and Roberto A. Sussman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1512.03105},
  year   = {2016}
}

备注

V2: 9 pages, 4 figures. Version accepted for publication in JCAP