自然暴胀中产生的原初磁场

我们研究了简单的规范不变模型 ${f^2}FF$ 作为在自然暴胀(NI)中产生原初磁场(PMF)的方法。我们计算了 NI 中该 ${f^2}FF$ 模型在不同模型参数值下生成的磁场与电场能谱，发现 de Sitter 和幂律膨胀在足够大的 e-foldings 数下导致相同结果。我们还发现，在暴胀势约束 $V\left( 0 \right) \simeq 0$ 下，PMF 必需的尺度不变性在 NI 的一阶慢滚极限中无法获得。此外，若放宽该约束以实现尺度不变性，则模型会遭受共动波数 $k \lesssim 8.0\times 10^{-7} \rm{Mpc^{-1}}$ 和 Hubble 参数 $H_i \gtrsim 1.25\times 10^{-3} \rm{M_{\rm{Pl}}}$ 的反作用问题。前者可视为无反作用问题模型的 $k$ 下界，后者可视为 $H_i$ 上界。进一步，我们表明在势高度 $\Lambda$ 围绕 ${\Lambda _{\min }} \approx 0.00874{M_{{\rm{Pl}}}}$ 以及 $k$ 围绕 ${k_{\min }} \sim 0.0173{\rm{Mp}}{{\rm{c}}^{ - 1}}$ 的狭窄范围内，电场能量可低于磁场能量。 $k$ 的范围位于某些可观测尺度内。然而，相对较短的 $k$ 范围对该模型的可行性提出了挑战。