Boost 破缺宇宙学关联子的精确与近似故事

宇宙学关联子为洞察支配宇宙最早时刻的高能物理提供了一个非凡的窗口，并具有发现新粒子的诱人前景。然而，从这些可观测量中提取新物理既需要对暴胀理论的精确理论预测，也需要适用于在整个参数和运动学空间中进行数据分析的准确解析模板。在本文中，我们通过计算由大质量自旋粒子的树图交换所介导的最一般的 boost 破缺种子关联子，扩展了当前的解析结果。我们使用两种互补的方法推导了该结果：从边界微分方程进行 bootstrapping，以及直接谱积分。两种表示均被封装为在所有物理运动学下均收敛的单个部分重求和级数。计算该关联子标志着刻画所有 boost 破缺关联子空间的里程碑，从而完成了树图目录。随后，我们引入了一种基于鞍点法来获取宇宙学对撞机信号精确近似的一般程序。该方法允许对隐藏在关联子中的各种信号获得清晰的物理直觉，因为体物理通过这些鞍点在复时间平面上的位置变得明显，这些位置取决于外部运动学。在这些鞍点处计算时间积分，得到以初等函数表示的结果，这些结果在软极限之外仍然有效，并对信号形状和幅度提供了直观的控制。我们在 de Sitter 不变和 boost 破缺场景中都展示了该方法的强大能力，并揭示了大质量场振荡信号的新型精细波形和强度依赖关系。我们提供了一个完整的宇宙学对撞机形状模板，捕捉了即将到来的宇宙学调查的所有 boost 破缺效应。