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再加热对改进单场自然暴涨模型的约束

高能物理 - 唯象学 2022-07-13 v1

摘要

本文详细讨论了三种改进的单场自然暴涨模型,包括特殊广义自然暴涨模型(SNI)、扩展自然暴涨模型(ENI)和受自然暴涨启发的模型(NII)。我们推导了这些模型的张标比 rr 和谱指数 nsn_s 的解析表达式。随后解析推导了再加热温度 TreT_{re} 和再加热时长 NreN_{re}。此外,考虑 CMB 约束,SNI 模型在 (ns,r)(n_s, r) 平面上的可行空间几乎被 NII 的可行空间覆盖,这意味着 NII 比 SNI 更具一般性。另外,ENI 与另外两种模型在 (ns,r)(n_s, r) 平面上无重叠空间,表明 ENI 与另外两种模型相互排斥,更精确的实验可对其加以验证。进一步,再加热给暴涨模型带来了更紧的约束,但它们在不同的再加热宇宙中仍然成立。考虑 nsn_srrNkN_k 的约束并选取接近电弱能标的 TreT_{re},可发现三种模型的衰变常数无重叠区域,且三者的有效状态方程 ωre\omega_{re} 应处于 14ωre45\frac{1}{4}\lesssim \omega_{re} \lesssim \frac{4}{5} 范围内。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.09892,
  title  = {Reheating constraints on modified single-field Natural Inflation models},
  author = {Hua Zhou and Qing Yu and Yu Pan and Ruiyu Zhou and Wei Cheng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.09892},
  year   = {2022}
}

备注

14 pages