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新型暴涨与混沌暴涨:基于WMAP3数据的更高次潜势与重构计划

天体物理学 2008-11-26 v3 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

我们在有效场论框架下研究了不同单场新型和混沌暴涨模型的CMB功率谱。我们系统地对以1/N_e(其中N_e约为50,即暴涨结束前的 e 螺旋数)进行展开。我们研究了观测量(n_s, r 和 dn_s/dln k)随潜势次数(2n)的依赖性,并将其与WMAP3和大尺度结构数据进行对比:总体而言,四次潜势(n=2)对数据拟合最佳;随着n增大,与WMAP3和LSS数据一致性窗口逐渐缩小。新型暴涨模型在宽广的场和参数空间内对r和n_s数据提供良好拟合。小场暴涨导致r<0.16,而大场暴涨导致r>0.16(当N_e=50时)。新型暴涨系列的所有成员都预测一个较小但为负的运行:-4(n+1)10^{-4}< dn_s/dln k <-2×10^{-4}。我们进行了重构计划,普遍表明对于n_s符合WMAP3和LSS数据且r<0.1的情形,新型暴涨的对称性破缺尺度为|φ_0| ~ 10 M_{Pl},而在哈伯跨越时的场尺度为|φ_{50}| ~ M_{Pl}。混沌模型系列特征为r>0.16(当N_e=50时),且仅有一小部分混沌模型在综合WMAP3对r、n_s、dn_s/dln k的限制下与之一致,field幅度约为|φ_{50}| ~ 15 M_{Pl}的窄窗口内。若测得r<0.16(当N_e=50时),将显著排除大类混沌情景,并偏好新型暴涨模型。作为普遍结果,新型暴涨相对于混沌暴涨更受青睐。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0702627,
  title  = {New Inflation vs. Chaotic Inflation, Higher Degree Potentials and the Reconstruction Program in light of WMAP3},
  author = {D. Boyanovsky and H. J. de Vega and C. M. Ho and N. G. Sanchez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0702627},
  year   = {2008}
}

备注

19 pages, 18 figures. Minor additions. Matches version published in Phys. Rev. D