三场暴涨中锐利特征产生的原初随机引力波背景 II:暴涨时期
宇宙学与河外天体物理
2025-03-17 v3 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 理论
摘要
我们研究了宇宙暴涨期间由锐利特征所源的大尺度标量扰动对随机引力波背景(SGWB)的贡献,将我们之前的工作扩展到包括暴涨时期所产生的 SGWB。我们特别关注三场暴涨,因为第三个动力学场是第一个不受扰动运动方程特殊对待的场,从而允许更直接地推广到 场暴涨。我们首次研究了在特征期间所源的三场等曲率扰动,并包含了等曲率质量的影响。除了两场极限外,我们发现特征期间第三场的动力学可以产生大的等曲率瞬态扰动,这些扰动随后衰减,留下一个由暴涨时期产生的 SGWB 作为其唯一可观测的特征。我们发现,峰值附近的暴涨时期信号形状在很大程度上与动力学场的数量无关,并且其振幅因大的等曲率瞬态扰动而大大增强,抑制了辐射时期的贡献,并开辟了一个具有小绝热增强的可探测参数空间新窗口。我们研究的最强增强情形可能很容易违反反作用约束,但大部分参数空间仍处于微扰控制之下。这些 SGWB 可能在 LISA 和其他引力波实验中可见,从而留下多场暴涨期间锐利特征的一个几乎普遍的签名,即使源等曲率扰动在之后不久衰减到不可观测的程度。
引用
@article{arxiv.2409.09023,
title = {Primordial Stochastic Gravitational Wave Backgrounds from a Sharp Feature in Three-field Inflation II: The Inflationary Era},
author = {Vikas Aragam and Sonia Paban and Robert Rosati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.09023},
year = {2025}
}
备注
24 pages, 8 figures. Supplementary code available at https://github.com/rjrosati/3field-sharp-feature . v2: improved citations. v3: matches version accepted for publication in JCAP, includes new figures and appendix