多重场暴胀播种的原初黑洞暗物质的普朗克约束与引力波预测
宇宙学与河外天体物理
2023-08-04 v2 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
我们对一个简单但通用的多重场暴胀模型进行马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）分析，该模型由两个彼此耦合且非最小耦合于引力的标量场刻画，并拟合 Planck 2018 宇宙微波背景（CMB）数据。特别地，模型参数受限于 CMB 尺度上标量曲率扰动原初功率谱振幅 、谱指数 以及张量与标量模式功率比 的数据，并带有先验：原初功率谱还应导致足以解释观测暗物质（DM）丰度的原初黑洞（PBH）产生。我们发现尤其 控制着对模型的约束。尽管先前关于由暴胀超慢滚阶段形成 PBH 的研究强调至少需要一个模型参数高度精细调节，我们却在参数空间中识别出一条简并方向，使得某一参数约 的偏移可由其他参数的可比偏移补偿，同时保持模型预测与观测的紧密拟合。此外，我们发现这一允许参数区域在即将开展的实验预计敏感的频率范围内产生可观测引力波（GW）信号，包括 Advanced LIGO 与 Virgo、爱因斯坦望远镜（ET）、宇宙探索者（CE）、DECIGO 与 LISA。
引用
@article{arxiv.2303.02168,
title = {Planck Constraints and Gravitational Wave Forecasts for Primordial Black Hole Dark Matter Seeded by Multifield Inflation},
author = {Wenzer Qin and Sarah R. Geller and Shyam Balaji and Evan McDonough and David I. Kaiser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.02168},
year = {2023}
}
备注
27 pages, 10 figures, 2 tables. Minor edits and references added to match published version (forthcoming in Physical Review D), including an additional appendix to discuss effects on the power spectrum from a phase of ultra-slow-roll evolution