热容与动力学时空的量子压缩性：热粒子产生

本 work 延续了两篇近期论文中关于时空量子热力学的研究：1) 将 [1] 中讨论的热量子场置于早期宇宙背景中，以及 2) 将 [2] 中关于动力学空间真空压缩性的考虑扩展至具有热量子场的动力学时空。我们首先提出警告：在动力学环境中，热平衡条件可能不存在或无法维持，因此动力学时空中的有限温度量子场论需要比教科书中常描述的更严谨的考虑。完整描述需要使用 `in-in' 技术进行非平衡量子场论。更可管理的子类是热平衡条件在演化的开始和结束时都恰当定义的情形。我们假设 in-真空态。已证明，如果介于演化中的动力学具有初始的指数膨胀期（如在暴涨宇宙学中），从初始真空中产生的粒子将在 out-态中测得热谱。基于此，可以应用于计算量子热力学量的有限温度场论。我们考虑一个在四维 Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker 宇宙中基于简单可解析 Bernard-Duncan 模型的大质量共形标量场。我们计算从 in-真空中产生的粒子能量密度，并推导配分函数。随后我们从自由能推导时空的热容和具有热粒子产生的量子压缩性。我们以讨论和对该研究项目进一步工作的建议结束。