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Kähler 模数暴胀 I 模型的(前)再加热效应

宇宙学与河外天体物理 2023-12-05 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

我们研究了受弦理论启发的 Kähler 模数暴胀 I(KMII)势与轻标量场 χ\chi 耦合时的再加热过程,并基于宇宙微波背景(CMB)与引力波可观测量给出约束与预测。我们采用马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)采样方法计算当前 CMB 观测所允许的该模型参数范围。通过 Floquet 分析与数值格点模拟来分析该模型(前)再加热阶段的非线性效应。基于 \textit{Planck} 结果,我们推导出 Λ\LambdaCDM 参数 AsA_snsn_snrunn_{\mathrm{run}}rr 的界限,发现模型参数间的相关性严重限制了该模型内这些参数所允许的范围。尽管 KMII 势的非零极小值可能为观测到的暗能量密度 ρDE\rho_{\mathrm{DE}} 提供可能来源,但这无法用当前观测检验。我们估计暴胀子质量 mϕm_{\phi} 与再加热温度 TrehT_{\mathrm{reh}}95%95\% 置信区间界限分别为 2.1×1013GeVmϕ3.2×1013GeV2.1 \times 10^{13} \, \mathrm{GeV} \lesssim m_{\phi} \lesssim 3.2 \times 10^{13} \, \mathrm{GeV}Treh1.8×103GeVT_{\mathrm{reh}} \gtrsim 1.8 \times 10^{3} \, \mathrm{GeV}。我们在 Floquet 分析结果中观察到自共振与参数共振不稳定带结构。最后,我们在格点模拟中未观察到任何 oscillon 构型的形成;然而,我们的结果预测了在前再加热阶段产生的随机引力波背景,该背景在当今 10910^{9} - 1011Hz10^{11} \, \mathrm{Hz} 频率范围内可被观测到。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.11050,
  title  = {(P)reheating Effects of the K\"ahler Moduli Inflation I Model},
  author = {Islam Khan and Aaron C. Vincent and Guy Worthey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.11050},
  year   = {2023}
}

备注

24 pages, 12 figures, 1 table