大质量中微子自相互作用与暴胀

在标准 $\Lambda\textrm{CDM}+r$ 模型（其中 $r$ 为标量到张量比）中，某些暴胀模型如自然暴胀（NI）和 Coleman-Weinberg 暴胀（CWI）因预测了被宇宙学数据以超过 2$\sigma$ 排除的 $n_s-r$ 参数空间区域而不被青睐（此处 $n_s$ 为标量谱指数）。对于以原初黑洞（PBHs）形式提供全部或大部分暗物质的单场拐点暴胀模型，情况同样如此。然而，已知包含强自相互作用中微子（带有重媒介子）的宇宙学模型相比 $\Lambda\rm CDM$ 模型偏好更低的 $n_s$ 值。因此，考虑此类中微子自相互作用可以打开参数空间以容纳上述暴胀模型。在本工作中，我们以两种不同方式实现带有重媒介子的大质量中微子自相互作用：味通用（在所有三种中微子之间）和味特定（仅涉及一种中微子）。我们在中微子的标量和张量扰动方程中均引入了新的相互作用。有趣的是，我们发现当前的宇宙学数据在存在此类中微子自相互作用的情况下，能在 2$\sigma$ 水平上支持上述暴胀模型。