О кинетике разогрева и термализации в ранней Вселенной
Д. Подольский
Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН, г. Черноголовка, Россия
Аннотация:
Кинетика распада инфлатонного поля (разогрева Вселенной) и последующей (пре)термализации продуктов распада исследуется диаграммными методами Швингера-Келдыша для неравновесной квантовой теории поля. Анализ соответствующей теории возмущений усложняется тем, что
а) на стадии разогрева первичную плазму нельзя считать разреженной, и многочастичные процессы важны в ее кинетике в той же степени, в какой важны трех- и четырех-частичные процессы в разреженной плазме,
б) само понятие частиц-инфлатонов и квантов полей, на которые инфлатон распадается - оказывается неопределенным на стадии разогрева, поскольку спектр частиц меняется с той же скоростью, с какой растет число частиц, и
в) сразу после окончания разогрева функции распределения составляющих первичную плазму частиц очень далеки от термальных.
Детальное понимание физики разогрева и термализации важно для правильной оценки относительного содержания тяжелых реликтовых частиц во Вселенной в современную эпоху. Анализируются возможные каналы распада инфлатона. Показано, что динамика пертурбативного распада инфлатона определяется кинетическим уравнением, следующим из уравнений Дайсона для келдышевких функций Грина, а динамика его непертурбативного распада в режиме параметрического резонанса или тахионной нестабильности - уравнением массовой оболочки.
Ключевые слова:
космология, кинетика распада инфлатонного поля (разогрева Вселенной), (пре)термализация продуктов распада, неравновесная квантовая теория поля, теория возмущений, первичная плазма, частицы-инфлатоны, кванты полей, физика разогрева и термализации, пертурбативный и непертурбативный распад инфлатона, параметрический резонанс, тахионная нестабильность.