暴胀后的自共振：振荡子、瞬态与辐射主导

暴胀后暴胀子的均匀振荡即使不耦合其他场，也可能对小空间扰动不稳定。我们表明，对于在 $|\phi|=0$ 附近 $\propto |\phi|^{2n}$ 且在某个 $|\phi|=M$ 之外更平坦的暴胀子势，暴胀子凝聚体的振荡可导致自共振，随后完全碎裂。我们发现对于非二次极小值（$n>1$），在反作用后不久，状态方程参数 $w\rightarrow1/3$。若 $M\ll m_{pl}$，则在暴胀结束后不到一个 e-折叠的膨胀内建立起辐射主导。在此情形下自共振是高效的，凝聚体碎裂成不稳定的瞬态局域球状物体并衰变，在其后留下平均动能和梯度能量远大于势能的维里化场。此末态给出 $w=1/3$。当 $M\ll m_{pl}$ 时，我们观测到缓慢而稳定的自共振，在反作用最终将其关闭之前可持续许多 e-折叠，随后碎裂且 $w\rightarrow 1/3$。我们提供了暴胀后至 $w\rightarrow 1/3$ 所需时间的解析估计，其可用作（在特定假设下）暴胀态与辐射主导膨胀态之间过渡时长的上界。该上界可减小 CMB 观测量如谱倾斜 $n_{\rm{s}}$ 和张量-标量比 $r$ 的不确定性。对于二次极小值（$n=1$），无论 $M$ 取何值均有 $w\rightarrow0$。