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宇宙学对撞机分析的局限性

宇宙学与河外天体物理 2026-07-13 v1 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 实验 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

暴胀期间交换的大质量场在原始曲率涨落的关联函数中产生了宇宙学对撞机特征。虽然它们的结构由暴胀的对称性决定,但此类特征的幅度先验未知,尽管受到幺正性等物理原理的约束。我们通过结合使用 CosmoFlow 推导的精确数值预测与 Planck 双谱重建的观测数据,评估了标量宇宙学对撞机的观测可行性。在 Goldstone 和标量扇区之间弱二次混合的极限下(正如所有先前搜索所假设的),我们发现微扰性将碰撞器信号限制为不可观测地小,除了低质量下的双交换和三交换配置。可以通过将混合增加到非微扰(但仍幺正)的值来产生更大的双谱:然而,这会扭曲信号,抑制其幅度并移动碰撞器振荡。此外,强混合打破了双谱分解为自由幅度和固定形状的形式,并使理论预测和观测搜索都变得复杂。尽管存在挑战,我们认为强混合分析对于从当前和即将到来的数据集获得对标量宇宙学对撞机的有意义的约束是必要的。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.12010,
  title  = {The Limitations of Cosmological Collider Analyses},
  author = {Oliver H. E. Philcox},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.12010},
  year   = {2026}
}

备注

6 pages, 4 figures, submitted to PRL. Interactive bispectrum visualizer available at https://oliverphilcox.github.io/cosmological-collider-bispectra/