膨胀宇宙中的快子共振预加热

本文研究了膨胀宇宙中由玻色子三线性$\phi\chi^2$相互作用产生的快子共振预加热。在$\lambda\phi^4/4$暴胀模型中，与四腿$\phi^2\chi^2$相互作用不同，三线性相互作用显式地破缺了共形对称性，使得共振源项变为非周期性的，从而导致Floquet定理不再适用。我们发现，产生的$\chi$粒子的占据数具有非线性指数增长，其指数$\sim x^{3/2}$，其中$x$是共形时间。这应与来自周期性共振源（例如四腿$\phi^2\chi^2$相互作用）的预加热形成对比，后者的占据数呈线性指数增长。我们提出了一种解析方法来计算来自非快子散射区域累积相位的干涉项，并表明干涉项的影响会在$x^{3/2}$曲线上引起波纹，这一结果得到了数值分析的证实。通过研究$\chi$粒子反作用的影响，我们表明在我们的模型中，快子共振预加热可以持续足够长的时间，从而将背景暴胀场$\phi$的大部分能量转移出去，为混沌暴胀模型提供了一种高效的预加热机制。