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强耦合暗 sector 的最高温度

高能物理 - 唯象学 2023-06-02 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

以轴子暴胀为例,我们估算了暴胀后宇宙中可达到的最高温度(TmaxT_{\rm max}^{}),其为非阿贝尔暗 sector 的禁闭尺度(ΛIR\Lambda_{\rm IR}^{})的函数。在某一阈值 ΛIR<Λ02×108mpl\Lambda_{\rm IR}^{} < \Lambda_{\rm 0}^{} \sim 2\times 10^{-8}_{} m_{\rm pl}^{} 以下,系统升温至 TmaxΛ0>TcT_{\rm max}^{} \sim \Lambda_{\rm 0}^{} > T_{\rm c}^{},并发生一级热相变。另一方面,若 ΛIR>Λ0\Lambda_{\rm IR}^{} > \Lambda_{\rm 0}^{},则 TmaxΛIR<TcT_{\rm max}^{} \sim \Lambda_{\rm IR}^{} < T_{\rm c}^{}:可达到极高温度,但无相变发生。若暴胀子在升温过程中热化(我们发现这不太可能),或若等离子体中包含轻自由度,则热容与熵密度更大,且 TmaxT_{\rm max}^{} 被降低至趋近于 Λ0\Lambda_{\rm 0}^{}。升温动力学产生一个引力波背景。文中讨论了其在 GHz 频率处对 NeffN^{}_{\rm eff} 的贡献、在 (104102)(10^{-4}_{} - 10^2_{}) Hz 频率处存在的单调 f03\sim f_{\rm 0}^3 形状,以及可能由一级相变产生的峰值特征的频率域。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.17973,
  title  = {Maximal temperature of strongly-coupled dark sectors},
  author = {H. Kolesova and M. Laine and S. Procacci},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.17973},
  year   = {2023}
}

备注

21 pages. v2: clarifications added