具有三线性相互作用的预热阶段引力波产生

我们研究了在具有单项式/多项式暴胀势的预热阶段中引力波（GWs）的产生，考虑子场$\chi$与暴胀子$\phi$之间三线性耦合$\phi\chi^2$。对于足够大的耦合，三线性相互作用导致$\chi$粒子的指数级产生，并因此在该过程中生成巨大的随机引力波背景（SGWB）。我们利用格点模拟研究了预热阶段的线性和非线性动力学，追踪了经过所有相关阶段的引力波产生。我们发现，大耦合导致的SGWB在当今具有较大振幅，量级为$h^2\Omega_{\rm GW}^{(0)} \simeq 5\cdot10^{-9}$。然而，这些背景的峰值位于高频$f_{\rm p} \sim 10^6-10^8$ Hz，这使其无法被当前/计划中的引力波观测台探测到。由于无论如何产生的引力波量都十分显著，我们讨论了通过使用对宇宙中相对论物种有效数量$\Delta N_{\rm eff}$的约束来间接探测SGWB的前景。