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暴胀 de Sitter 时空中有 Yukawa 相互作用的非微扰 $\langle \phi \rangle$、$\langle \phi^2 \rangle$ 与动力学生成的标量质量

高能物理 - 理论 2024-01-03 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们考虑在暴胀 de Sitter 背景中,一个无质量极小耦合自相互作用量子标量场通过 Yukawa 相互作用与费米子耦合。费米子也取为无质量,标量势取为混合势,V(ϕ)=λϕ4/4!+βϕ3/3!V(\phi)= \lambda \phi^4/4!+ \beta \phi^3/3!λ>0\lambda >0)。选择此 V(ϕ)V(\phi) 的主要物理动机在于,除其从下方有界的性质外,V(ϕ)V(\phi) 在形状上与标准暴胀经典慢滚势具有定性相似性。此外,其真空期望值可为负,暗示对暴胀宇宙常数的某种屏蔽。我们选取早期关于 Bunch-Davies 真空有 ϕ0\langle \phi \rangle\sim 0,从而微扰理论初始有效。我们考虑由慢滚 ϕ\phi 的粗粒化运动方程构造的 ϕ(t)\langle \phi (t) \rangleϕ2(t)\langle \phi^2(t) \rangle 所满足的方程。然后我们利用 in-in 形式论,按主导幂次的非齐次对数,计算至三圈的各相关算符的真空图。对于闭合费米子圈,我们此处仅限于局域贡献。这些大时间对数随后通过构造合适的非微扰方程进行重整求和,以计算 ϕ\langle \phi \rangleϕ2\langle \phi^2 \rangle。由于强量子涨落,ϕ\langle \phi \rangle 结果至少约比经典势最小值 3β/λ-3\beta/\lambda 小一个数量级。对于 ϕ2\langle \phi^2 \rangle,我们通过取适当的纯局域贡献,计算了晚期的动力学生成标量质量。还给出了这些量相对于不同耦合的变化。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.11384,
  title  = {Non-perturbative $\langle \phi \rangle$, $\langle \phi^2 \rangle$ and the dynamically generated scalar mass with Yukawa interaction in the inflationary de Sitter spacetime},
  author = {Sourav Bhattacharya and Moutushi Dutta Choudhury},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.11384},
  year   = {2024}
}

备注

v2; 36pp, 11 figs.; added references, discussions and clarifications; improved presentation; accepted in JCAP