暴胀期间的粒子产生：观测约束与信号

在各种暴胀模型中，暴胀子的运动可能在暴胀期间触发某些非暴胀子粒子的产生，例如通过参数共振或相变。暴胀期间的粒子产生会导致宇宙学涨落中的可观测量，例如原初功率谱中的特征以及非高斯性。这里我们关注一个原型场景，其中暴胀子 φ 和等曲率暴胀子 χ 场通过耦合 g^2 (φ-φ_0)^2χ^2 在暴胀期间相互作用。由于之前的几项研究暗示观测到的原初功率谱中存在局域的“毛刺”，这与最简单的幂律模型不一致，因此确定这种简单且动机良好的模型能在多大程度上解释这些异常是很有趣的。我们的原型场景预测原初功率谱中有一个凸起状特征，而不是之前假设的振荡“振铃”模式。我们讨论了这类特征的观测约束。我们发现，在宇宙微波背景实验相关的尺度上，振幅高达暴胀通常尺度不变涨落 10% 的凸起是允许的。我们的结果给出了耦合常数 g^2 的上限，这对于评估暴胀粒子产生所产生的非高斯性的可探测性至关重要。我们还讨论了由多个粒子产生实例叠加产生的更复杂的特征。最后，我们指出了该场景在弦论和超对称中的一些微观实现，并讨论了我们的约束对流行的膜/轴子单值暴胀模型的影响。