CMB对自然气动膨胀模型中带有规范场产生的约束

具有周期性余弦势能的自然气动膨胀模型已被最新的Planck 2018数据排除，其衰减常数 $f \lesssim 5.5~M_{\rm Pl}$。若将Planck数据与BICEP Keck阵列和BAO数据联合使用，则该模型在所有 $f$ 值下都被排除（在$2-\sigma$显著性水平）。在此背景下，我们重新考察该模型，其中准粒子气动膨胀 $\phi$ 通过形式为 $\frac{\alpha}{f} \phi F \tilde{F}$ 的耦合与规范场相互作用，其中 $F (\tilde F)$ 表示规范场（对偶）应力张量，$\alpha$ 为耦合常数。气动场产生所引起的反馈作用在气动膨胀后期延长了气动膨胀的持续时间。我们数值评估场的动力学，同时忽略气动膨胀扰动的效应。这使我们能够确定标量和张量功率谱，从而计算CMB尺度的可观测量。我们发现，仅当耦合常数 $\alpha$ 处于特定范围时，自然气动膨胀模型才符合最新数据的要求。我们的分析表明，标量谱指数的约束比来自非高斯性和标量谱变化率的约束更为严格。这导致对控制规范场增长的参数 $\xi_*$ 提出下限和上限。