反正切势能驱动的再热与膨胀动力学

本文研究了以反正切势形式 $V=V_0 \cdot[tan^{-1}(\frac{\kappa \phi}{m_p})]^2$ 为模型的早期宇宙膨胀及其后期再热时期，其中 $\kappa$ 为势参数，$m_p$ 为约化普朗克质量。我们推导了缓慢滚动参数、数个 e 标度 (N)、标量谱指数 $n_s$、张量-标量比 $r$ 以及张量谱指数 $n_T$。我们使用 Planck-2018 以及最近的 ACT 合作的数据检验膨胀可观测量，并对势参数 $\kappa$ 进行约束。我们还通过引入今天与再热开始时刻之间熵守恒，进行再热分析。利用 Planck 2018 和 ACT 结果对标量谱指数 $n_s$ 的约束，我们获得了再热温度 $T_{re}$ 和再热 e 标度 $N_{re}$ 的上限。我们表明，这种反正切势可作为标准膨胀势（如 Starobinsky 模型）的替代方案，而后者因 Atacama Cosmology Telescope 合作的最新第六次数据发布（DR6）而被排除在 $2\sigma$ 置信区间之外。