arXiv 1601.021042016-01-09astro-ph.COgr-qc

在de Sitter和幂律展开下大场暴胀中$f^{2}FF$模型的原初磁场

Primordial magnetic fields in the $f^{2}FF$ model in large field inflation under de Sitter and power law expansion

Anwar AlMuhammad, Rafael Lopez-Mobilia

备注：: 17 pages, 12 figures, Astronomische Nachrichten (AN) Vol.337, Issue No.3, 2016
DOI：: 10.1002/asna.201512301

摘要：

我们使用的$f^{2}FF$模型来研究的原始磁场（PMF）的产生的背景下的大场膨胀（LFI），所描述的潜在的，$V \sim M ϕ^{p}$。我们计算的所有可能的值的模型参数下的de Sitter和幂律展开的磁和电的光谱。我们表明，尺度不变的PMF没有得到LFI的慢滚近似的一阶，如果我们施加的约束$V(ϕ=0)\sim 0$。或者，如果放松这些约束，则可以生成尺度不变PMF。相关的电场能量可以低于膨胀的能量密度，$ρ_{\rm{Inf}}$，对于同动波数范围，$ k > 8 \times 10^{-7} \rm{Mpc^{-1}}$和$ k > 4 \times 10^{-6} \rm{Mpc^{-1}}$在de Sitter和幂律（PL）展开中。此外，它可以在范围$N > 51$、$p<1.66$、$p >2.03$、$l_0 > 3 \times 10^5 {M_{\rm{Pl}}}^{-1} (H_i < 3.3 \times 10^{-6} M_{\rm{Pl}})$和$M > 2.8 \times 10^{-3} M_{\rm{Pl}}$上下降到$ρ_{\rm{Inf}}$以下。所有上述范围都符合观测限制。

英文摘要：

We use the $f^{2}FF$ model to study the generation of primordial magnetic fields (PMF) in the context of large field inflation (LFI), described by the potential, $V \sim M ϕ^{p}$. We compute the magnetic and electric spectra for all possible values of the model parameters under de Sitter and power law expansion. We show that scale invariant PMF are not obtained in LFI to first order in the slow roll approximation, if we impose the constraint $V(ϕ=0)\sim 0$. Alternatively, if these constraints are relaxed, the scale invariant PMF can be generated. The associated electric field energy can fall below the energy density of inflation, $ρ_{\rm{Inf}}$ for the ranges of comoving wavenumbers, $ k > 8 \times 10^{-7} \rm{Mpc^{-1}}$ and $ k > 4 \times 10^{-6} \rm{Mpc^{-1}}$ in de Sitter and power law (PL) expansion. Further, it can drop below $ρ_{\rm{Inf}}$ on the ranges, e-foldings $N > 51$, $p<1.66$, $p >2.03$, $l_0 > 3 \times 10^5 {M_{\rm{Pl}}}^{-1} (H_i < 3.3 \times 10^{-6} M_{\rm{Pl}})$, and $M > 2.8 \times 10^{-3} M_{\rm{Pl}}$. All of the above ranges fit with the observational constraints.

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摘要：

英文摘要：

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