脉冲星计时阵列数据下的单场暴胀：通过非Bunch Davies初态对蓝倾张量谱的精质解释
摘要
在本工作中，我们对规范单场慢滚暴胀具有蓝倾张量功率谱给出一种精质解释，以解释近期观测到的脉冲星计时阵列(NANOGrav 15年与EPTA)引力波(GW)信号。我们利用非Bunch Davies初态，给出了以标量与张量模表示的宇宙学扰动理论的完整半经典描述。我们发现，在偏好范围1.2<n_t<2.5内的蓝倾(n_t)的存在可由一新导出的一致性关系解释。进一步，我们使用非Bunch Davies初态计算了一个新的场漂移公式，其验证了在亚普朗克 regime下有效场论的要求，即对于CMB观测允许的张量-标量比r<0.06，有|Δφ|≪ M_pl。在我们的研究中，我们将此结果称为反Lyth界，因其违背了最初为Bunch Davies初态导出的著名Lyth界。此外，我们研究了GW谱密度与相应丰度随频率的行为，表明在频率域10^{-9} Hz<f<10^{-7} Hz内，我们分析所得结果完全与脉冲星计时阵列(NANOGrav 15年与EPTA)信号一致。我们也发现GW谱的行为在低频率f_*∼7.7×10^{-17} Hz(对应于 pivot 尺度波数k_*∼0.05 Mpc^{-1})处满足CMB约束。最后，GW谱在频率域10^{-7} Hz<f<1 Hz内的陡降行为同样验证了我们的理论在较高频 regime的适用性。
引用
@article{arxiv.2307.03249,
title = {Single field inflation in the light of Pulsar Timing Array Data: Quintessential interpretation of blue tilted tensor spectrum through Non-Bunch Davies initial condition},
author = {Sayantan Choudhury},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03249},
year = {2024}
}
备注
32 pages, 2 figures, Pulsar Timing Array (NANOGrav 15 and EPTA) centered paper, references updated, Comments are welcome, Title of the paper slightly changed by following Editor's request, Revised version accepted for publication in European Physical Journal C