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具有三线性相互作用的 (p) 重热期间的方程态

宇宙学与河外天体物理 2026-05-14 v3

摘要

我们表征了从暴涨结束到辐射支配开始期间宇宙方程态的演化,当暴涨中的场通过三线性相互作用耦合到子场时。我们考虑接近最小值的二次势并在暴涨 regime 中趋于平坦的势。通过在 2+1 维晶格中模拟动力学,我们追踪了约十个 e 螺旋扩张期间的方程态的长期演化,对于各种耦合强度。三线性相互作用在暴涨结束后通过 tachyonic 共振激发子场模式,并触发方程态从 wˉ=0\bar{w} = 0 暂时偏离,最大值为 wˉ=wˉmax<1/3\bar{w} = \bar{w}_{\rm max} < 1/3。然而,在后来的较晚时间,暴涨均匀模式再次主导能量密度,使方程态趋向 wˉ=0\bar{w} = 0,直至辐射支配开始的扰动性重热。通过将晶格结果与 Boltzmann 方法相结合,我们表征了整个 post暴涨膨胀历史,这允许我们计算暴涨 CMB 可观测量的精确预测。我们还准确计算了在重热期间产生的随机引力波背景的红移,并指出,考虑方程态暂时返回 wˉ=0\bar{w} = 0 的事实,可以大幅降低相对于先前估计的振幅。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.13465,
  title  = {Equation of state during (p)reheating with trilinear interactions},
  author = {Stefan Antusch and Kenneth Marschall and Francisco Torrenti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13465},
  year   = {2026}
}

备注

20 pages + references, 12 figures. Matches published version in JCAP. Fixes issue with incorrectly compiled references