来自高维规范理论的早期暗能量
宇宙学与河外天体物理
2022-10-13 v3 高能物理 - 唯象学
摘要
由 CMB 测量估算的哈勃常数与局部测量值存在较大分歧。这一不一致被称为哈勃张力，近年来被广泛研究。早期暗能量（EDE）仅在复合前的某个时期对宇宙总能量密度贡献几个百分点，并被视为解决该张力的一个有前景的方案。EDE 的一个简单实现由称为 EDE 标量的标量场动力学给出，包含该 EDE 标量的模型在文献中被大量研究。在本文中，我们提出一种基于高维规范理论的新型 EDE 场景。与紧致额外维相关联的规范场额外分量在低能下表现为 EDE 标量，并具有周期性势，其形式类似于赝 Nambu-Goldstone 玻色子（PNGB）的势。在一个五维 U(1) 规范理论中，我们证明起源于规范场的标量场可通过其在 PNGB 型势中的动力学，在理论参数合适选取下给出 EDE。我们聚焦于由该标量场解释 EDE 的场景，并厘清对规范理论基本参数的约束，例如规范耦合、紧致化尺度以及物质场的质量参数。我们还发现，EDE 的充分稀释要求物质场的 U(1) 电荷之间存在非平凡关系。在特定物质含量下，我们数值求解了标量场的时间演化，并确认其能量密度表现为 EDE。在我们的场景中，规范理论的参数与 EDE 的预言性质相互关联。因此，对 EDE 性质的宇宙学限制为高层级规范理论提供了见解。
引用
@article{arxiv.2205.13777,
title = {Early Dark Energy from a Higher-dimensional Gauge Theory},
author = {Kentaro Kojima and Yuri Okubo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.13777},
year = {2022}
}
备注
29 pages, 7 figures, references added, typos corrected in Table 1 and the caption of Figure 3