由质量维度一费米子场驱动的宇宙演化

本文研究了充满中性质量维度一费米子场（有时称为 Elko）的宇宙演化。对耦合方程组的数值分析给出了标度因子增长和能量密度演化，正确再现了宇宙的暴胀阶段。此后，假设存在向普通物质的能量转移机制，暴胀后产生的初始条件驱动了辐射主导阶段以及随后的暗物质演化，因为 Elko 场是良好的暗物质候选者。在暴胀结束时、辐射阶段结束时以及当前时刻，该场的能量密度均与标准模型估计相符。分析所使用的势包含二次质量项和四次自相互作用项，这自然遵循质量维度一费米子理论。有趣的是，当该场在普朗克质量尺度附近发生某种转变时，暴胀随之发生。研究发现，暴胀期间的 e-折叠数强烈依赖于 Elko 场的初始条件，这与混沌暴胀模型中的情形一致。获得了 Elko 场的质量上限为 $m<10^9$GeV。文末提出了一种可能的解释，即将暴胀阶段和近期的宇宙加速膨胀视为某种泡利不相容原理的后果。