暴胀动力学中的非平衡场：密度涨落

宇宙暴胀阶段的能量和时间尺度要求采用非平衡量子场论处理。此外，所涉及的高能量密度使得必须使用非微扰方法，如大N和Hartree方法。我们首先介绍这些在宇宙学宇宙中的非微扰非平衡方法。我们讨论了重整化程序和初始条件的选择。然后我们研究了物质和辐射主导的FRW和de Sitter宇宙中量子场的非线性动力学。对于各种初始条件，我们计算了暴胀子、其量子涨落和状态方程的演化。我们研究了在有和没有对称破缺的FRW和de Sitter宇宙中，由于旋节线不稳定性和参数放大导致的爆炸性粒子产生。我们发现粒子产生对宇宙膨胀很敏感。对于对称破缺情形，我们确定了FRW和de Sitter宇宙学中场的普遍晚期行为。我们发现量子涨落在FRW中按尺度因子的平方衰减，而序参量以相同的速率趋近势能的最小值。我们在半经典近似下，针对“新暴胀”情景，考虑了一个与引力自洽耦合的O(N)暴胀子模型。我们发现旋节线不稳定性驱动了非微扰大量子涨落的增长，从而关闭了暴胀。这些涨落与暴胀子零模组装成一个新的有效场，该场实际上以经典方式滚动。我们计算了标量密度和张量扰动的振幅和谱指数。在所有此类模型中，旋节线不稳定性产生了原初标量密度扰动的“红”谱。