轴子 N-暴胀模型中的非高斯性：二次势与 $\lambda\phi^4$ 加轴子势

本文研究了轴子 N-暴胀模型中的大非高斯性，同时考虑到动态过程中大量轴子始于势垒顶部区域之外（从势垒顶部下降），因此仅作为 Hubble 率的来源。在这种情况下，最接近势垒顶部的单个场产生了非高斯性。此时，大多数轴子可以用具有二次势的单个有效场来替代。因此，我们的势包含两个场：完整的余弦项负责最接近势垒顶部的轴子，而二次项则是 Hubble 率的来源 [4]。我们获得了功率谱、谱指数和非高斯性参数，随后施加来自 WMAP 的关于功率谱和谱指数的条件，观察在此类条件下非高斯性参数可能达到的最大值。最后，我们将二次项替换为 ${\lambda}{\phi}^4$，以观察这使得实现大非高斯性变得更难还是更容易。我们发现，在轴子衰变常数 $f$ 相对于 Planck 质量具有合理值，且要求 e-折叠数限制在 40-60 之间的条件下，通过施加 WMAP 数据可以实现大非高斯性。当我们替换为 ${\lambda}{\phi}^4$ 时，发现实现非高斯性更为困难，因为我们被限制在仅研究符合 WMAP 谱指数数据的 ${\lambda}{\phi}^4$ 主导情形。尽管如此，在这种情况下我们发现大非高斯性仍然可以实现。最后，我们验证了施加谱指数接近 1 的条件，发现非高斯性具有可接受且可探测的值，通常量级为 10 到 100，具体取决于衰变常数 $f$ 的值。在此情况下替换为 ${\lambda}{\phi}^4$ 并未给出任何显著关系。本文考虑了能产生大非高斯性的模型，并将研究范围限定在轴子 N-暴胀模型。