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刻画暴胀后的再加热历史,第二部分:多个相互作用的子场

宇宙学与河外天体物理 2023-02-15 v2 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

我们刻画了暴胀子 ϕ\phi 通过二次-二次相互作用 gn2ϕ2Xn2g_n^ 2\phi^2 X_n^2 耦合到多个相互作用的子场 XnX_nn=1,Ndn=1,\dots N_d)的暴胀后动力学。我们假设在极小值附近暴胀子势为单项式 V(ϕ)ϕpV(\phi) \propto |\phi|^pp2p \geq 2)。通过在 2+1 维格点上模拟该系统,我们研究了从暴胀结束到达到稳态期间能量分布与状态方程的暴胀后演化。我们表明,在此情形下,转移到子场扇区的能量可超过 50%50\%,从而超越先前单子场模型所发现的上界。特别地,对于 p4p \geq 4,极晚期的能量在所有场间均分,仅有 100/(Nd+1)%100/(N_d + 1) \% 的能量留在暴胀子中。我们还考虑了子场具有无标度相互作用 λnmXn2Xm2\lambda_{nm} X_n^2 X_m^2 的情形,包括四次子场自相互作用(当 n=mn=m)的情况。我们表明,这些相互作用在非线性的 regime 中触发了共振过程,在单子场情形下已能使 p4p\geq 4 时暴胀子能量耗散超过 50%50\%

关键词

引用

@article{arxiv.2206.06319,
  title  = {Characterizing the post-inflationary reheating history, Part II: Multiple interacting daughter fields},
  author = {Stefan Antusch and Kenneth Marschall and Francisco Torrenti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.06319},
  year   = {2023}
}

备注

23 pages + appendix, 15 figures