从宇宙微波背景辐射推断再加热温度

在 Mielczarek 等人近期发表的论文 (JCAP {\bf 1007} (2010) 004) 中，提出了一种可用于约束再加热阶段的方法思路。另一种约束再加热温度的方法最近由 Martin 和 Ringeval 研究 (Phys.\ Rev.\ D {\bf 82} (2010) 023511)。这两种方法均基于对宇宙微波背景辐射的观测。本文发展了前一篇论文中引入的思路，以约束慢滚暴胀后的再加热过程。我们将讨论限制在大质量暴胀子场的情形下，但该方法可轻松推广到不同的暴胀场景。作为主要结果，我们推导出再加热温度 $T_{\text{RH}}$ 的表达式。令人惊讶的是，所得方程与再加热过程中产生的未知相对论自由度数目 $g_*$ 无关。基于该方程和 WMAP 7 观测数据，我们得到 $T_{\text{RH}}=3.5\cdot 10^6$ GeV，这与当前约束一致。然而，结果的相对不确定度非常高，为 $\sigma(T_{\text{RH}})/T_{\text{RH}} \approx 53$。如我们所示，这一不确定度将在未来的 CMB 实验中得到显著降低。