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具有非极小动能耦合和类希格斯势的宇宙学

广义相对论与量子宇宙学 2017-09-18 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

我们考虑在引力理论中,标量场具有给定的非极小动能曲率耦合 κGμνϕ,μϕ,ν\kappa G^{\mu\nu}\phi_{,\mu}\phi_{,\nu} 以及类希格斯势 V(ϕ)=λ4(ϕ2ϕ02)2V(\phi)=\frac{\lambda}{4}(\phi^2-\phi_0^2)^2 的宇宙学动力学。利用动力系统方法,我们分析了所考虑模型的驻点、其稳定性以及所有可能的渐近演化状态。我们表明,具有动能耦合的希格斯场提供了宇宙演化加速阶段的存在性。存在三种可能的加速宇宙学情景:(i) {\em 晚期暴胀},当哈勃参数趋于常数值 H(t)H=(23πGλϕ04)1/2H(t)\to H_\infty=(\frac23 \pi G\lambda\phi_0^4)^{1/2}tt\to\infty,而标量场趋于零,ϕ(t)0\phi(t)\to 0,从而希格斯势达到其局部极大值 V(0)=14λϕ04V(0)=\frac14 \lambda\phi_0^4。(ii) {\em 大撕裂},当 H(t)(tt)1H(t)\sim(t_*-t)^{-1}\to\inftyϕ(t)(tt)2\phi(t)\sim(t_*-t)^{-2}\to\inftyttt\to t_*。(iii) {\em 小撕裂},当 H(t)t1/2H(t)\sim t^{1/2}\to\inftyϕ(t)t1/4\phi(t)\sim t^{1/4}\to\inftytt\to\infty。此外,我们推导了希格斯场的修正慢滚条件,并证明它们导致小撕裂情形。

关键词

引用

@article{arxiv.1510.03264,
  title  = {Cosmology with nonminimal kinetic coupling and a Higgs-like potential},
  author = {Jiro Matsumoto and Sergey V. Sushkov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1510.03264},
  year   = {2017}
}

备注

29 pages, 11 figures, discussions and references added, to be published on JCAP