宇宙对撞机物理中的标量化学势

共动动量中非解析性在非高斯双谱中是在暴胀期间实在线粒子产生的显著标志,为“直接探测”质量高达暴胀哈勃尺度($H$)的粒子提供了独特机会。然而,此类非解析性的强度通常随质量超过 $H$ 而按类玻尔兹曼因子指数下降。本文中,我们研究暴胀子与重粒子流的一个维数-5 导数耦合所提供的例外,具体应用于两个实标量的情形。该算符具有“化学势”形式,它利用暴胀子的巨大动能标度 $\dot{\phi}_{0}^{1/2} \approx 60H$ 作为标量粒子产生的有效源。暴胀子的导数耦合确保了慢滚势的辐射稳定性,进而维持了暴胀关联的(近似)标度不变性。我们表明,在扩展的标量质量范围 $M \lesssim \dot{\phi}_{0}^{1/2}$(可能高达 $10^{15}$ GeV)内,可在双谱中获得不受玻尔兹曼压低、强度为 $f_{\mathrm{NL}} \sim \mathcal{O}(0.01-10)$ 的信号,处于即将到来的 LSS 及更未来的 21-cm 实验的灵敏度内。该机制不调用任何参数的特别微调或微扰论控制的失效。主导贡献出现在树级,这使得计算可解析处理,并且与早先非零自旋的化学势研究相比去掉了圈压低。稳定的粒子产生使我们能够从双谱振荡随共动动量的变化推断重粒子的有效质量和化学势。我们的分析为推广到非零自旋的重玻色子奠定了基础。