非 Bunch-Davies 初态调和混沌模型与 BICEP 及 Planck 的矛盾

BICEP2 实验宣布探测到原初引力波信号，其张标比 $r=0.2^{+0.07}_{-0.05}$ [arXiv:1403.3985]。有两种方式可以将该结果与最新的 Planck 实验 [arXiv:1303.5082] 相协调。一种是假设 $r$ 存在相当大的正斜率 $\mathcal{T}_r$，即 $\mathcal{T}_r=d\ln r/d\ln k\gtrsim 0.57^{+0.29}_{-0.27}$，在假设 Planck 实验给出的标量功率谱斜率 $n_S$ 最佳拟合值的情况下，这对应于量级为 $n_T\simeq0.53 ^{+0.29}_{-0.27}$ 的张量模式的蓝倾斜。另一种可能是假设标量谱指数存在负的跑动，即 $dn_S/d\ln k\simeq -0.02$，在假设存在张量谱的情况下，这将把 Planck 分析中对 $r$ 的上限从 $0.11$ 提升至 $0.26$。简单的慢滚模型无法提供如此大的 $\mathcal{T}_r$ 值或 $n_S$ 的负跑动 [arXiv:1403.3985]。在本文中，我们表明，扰动的非 Bunch-Davies 初态可以通过容纳 $r$ 的蓝倾斜或 $n_S$ 的大幅负跑动，使得大场混沌模型（如 $m^2\phi^2$）与最新的 Planck 结果 [arXiv:1306.4914] 及 BICEP2 结果相吻合。