早期宇宙中强相互作用费米子的宇宙学
高能物理 - 理论
2021-06-23 v1 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
鉴于对早期宇宙中用于产生原初黑洞的长程标量力的兴趣日益增长，我们详细研究了宇宙学中与标量场相互作用的费米气体的广义相对论表述。我们的主要发现是，Yukawa 相互作用导致一个解，其中标量场在零费米子质量附近振荡，且所有能量密度都像辐射一样衰减。一方面，我们表明若费米气体起初是相对论性的，它可以保持相对论性。另一方面，若费米子初始为非相对论性的，则出于所有实际目的它们保持非相对论性。我们发现两种情况下费米子和标量场的能量密度都像辐射一样衰减。在非相对论情况下，这是由于振荡且衰减的有效质量。这样的背景动力学令人质疑在非相对论情况下费米子密度涨落是否存在实质性增强。我们的工作可轻易推广到更一般的场依赖费米子质量。宇宙学扰动的分析将在后续工作中给出。
引用
@article{arxiv.2104.05271,
title = {Cosmology of strongly interacting fermions in the early universe},
author = {Guillem Domènech and Misao Sasaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.05271},
year = {2021}
}