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具有四次势并考虑再加热的非最小导数耦合暴胀中的原初黑洞

广义相对论与量子宇宙学 2022-02-02 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

我们借助源于非最小场导数耦合(NMDC)到引力框架的引力增强摩擦机制,结合四次势,研究了原初黑洞(PBHs)的产生。将耦合参数作为暴胀子场的两段函数并微调五组参数组合,我们可以获得超慢滚相,由于高摩擦而使暴胀子场减速。这使我们能够在曲率扰动功率谱的幅度上实现足够的增强,以产生不同质量的 PBHs。考虑再加热阶段以获得辐射主导时期 PBHs 产生判据。我们证明,小行星质量 PBHs 的三种情况(1012M10^{-12}M_{\odot}1013M10^{-13}M_{\odot}1015M10^{-15}M_{\odot})可以构成宇宙总暗物质(DM)含量的 100%100\%98.3%98.3\%99.1%99.1\% 的非常有意义的候选者。此外,我们分析了诱导引力波(GWs)的产生,并说明我们模型所预言的所有参数情况下当前密度参数 (ΩGW0)(\Omega_{\rm GW_0}) 的谱均具有峰值,这些峰值切断了 GWs 探测器的灵敏度曲线,因此我们的结果的正确性可借助这些探测器进行检验。最后,我们的数值结果表明,ΩGW0\Omega_{\rm GW_0} 的谱在峰值附近表现为关于频率的幂律函数,ΩGW0(f)(f/fc)n\Omega_{\rm GW_0} (f) \sim (f/f_c)^{n};并且在红外区间 ffcf\ll f_{c},幂指数满足关系 n=32/ln(fc/f)n=3-2/\ln(f_c/f)

关键词

引用

@article{arxiv.2107.10550,
  title  = {Primordial black holes in nonminimal derivative coupling inflation with quartic potential and reheating consideration},
  author = {Soma Heydari and Kayoomars Karami},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.10550},
  year   = {2022}
}

备注

32 pages, 6 figures