再加热对 K-暴胀的约束

本工作中我们重新审视由再加热给出的具 DBI 动能项与幂律动能项的 K-暴胀的约束。对 DBI 动能项，我们选取单峰势 $V\propto \phi^n$（$n=2/3\,,1\,,2$ 与 $4$）以及自然暴胀势；对幂律动能项，我们选取二次、四次与指数势。再加热阶段可用再加热温度 $T_{re}$、再加热期间 e 折叠数 $N_{re}$ 与再加热期间有效状态方程 $w_{re}$ 参数化。这些参数可依暴胀动能项与势的选择关联到谱指数 $n_s$ 与其他暴胀参数。通过要求 $w_{re}$ 取有限范围且 $T_{re}$ 高于电弱尺度，可获得对 $n_s$ 的界限，从而给出对张标比 $r$ 的界限。我们发现，对具 DBI 动能项与二次及四次势的 K-暴胀，在物理上合理的 $0\le w_{re} \le 0.25$ 下 $r$ 的上界略大于 Planck-2018 与 BICEP2/Keck 阵列界限；而对 $n=2/3$ 与 $1$，再加热状态方程应小于 $0$ 才能满足 Planck-2018 对 $n_s$ 与 $r$ 的联合约束。然而，具 DBI 动能项的自然暴胀在物理上合理的 $0 \le w_{re}\le 0.25$ 范围内与 Planck-2018 对 $r$ 的界限及对 $n_s$ 和 $r$ 的联合约束相容。具幂律动能项的二次与四次势也在 $0\le w_{re} \le 1$ 下与 Planck-2018 对 $n_s$ 和 $r$ 的联合约束相容。但对具幂律动能项的指数势，要使 $r-n_s$ 预言落在 Planck-2018 观测对 $n_s$ 和 $r$ 联合约束的 $68\%$C.L. 内，再加热期间状态方程 $w_{re}$ 应大于 $1$。