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Origin of ultra-light fields during inflation and their suppressed non-Gaussianity
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics ( IF 6.4 ) Pub Date : 2020-10-07 , DOI: 10.1088/1475-7516/2020/10/018 Ana Achúcarro 1, 2 , Gonzalo A. Palma 3 , Dong-Gang Wang 1, 4 , Yvette Welling 1, 4, 5
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics ( IF 6.4 ) Pub Date : 2020-10-07 , DOI: 10.1088/1475-7516/2020/10/018 Ana Achúcarro 1, 2 , Gonzalo A. Palma 3 , Dong-Gang Wang 1, 4 , Yvette Welling 1, 4, 5
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We study the structure of multi-field inflation models where the primordial curvature perturbation is able to vigorously interact with an ultra-light isocurvature field -- a massless fluctuation orthogonal to the background inflationary trajectory in field space. We identify a class of inflationary models where ultra-light fields can emerge as a consequence of an underlying "scaling transformation" that rescales the entire system's action and keeps the classical equations of motion invariant. This scaling invariance ensures the existence of an ultra-light fluctuation that freezes after horizon crossing. If the inflationary trajectory is misaligned with respect to the scaling symmetry direction, then the isocurvature field is proportional to this ultra-light field, and becomes massless. In addition, we find that even if the isocurvature field interacts strongly with the curvature perturbation --transferring its own statistics to the curvature perturbation-- it is unable to induce large non-Gaussianity. The reason is simply that the same mechanism ensuring a suppressed mass for the isocurvature field is also responsible for suppressing its self-interactions. As a result, in models with light isocurvature fields the bispectrum is generally expected to be slow-roll suppressed, but with a squeezed limit that differs from Maldacena's consistency relation.
中文翻译:
暴胀过程中超光场的起源及其抑制的非高斯性
我们研究了多场膨胀模型的结构,其中原始曲率扰动能够与超轻等曲率场剧烈相互作用——一种与场空间中背景膨胀轨迹正交的无质量波动。我们确定了一类暴胀模型,其中超轻场可以作为潜在的“缩放变换”的结果而出现,该变换重新缩放整个系统的动作并保持经典运动方程不变。这种缩放不变性确保了超轻波动的存在,该波动在穿越地平线后冻结。如果暴胀轨迹相对于标度对称方向未对准,则等曲率场与这个超光场成正比,并且变得无质量。此外,我们发现,即使等曲率场与曲率扰动强烈相互作用——将它自己的统计数据转移到曲率扰动——它也无法引起大的非高斯性。原因很简单,确保等曲率场抑制质量的相同机制也负责抑制其自相互作用。因此,在具有轻等曲率场的模型中,通常预计双谱会被慢滚抑制,但具有不同于 Maldacena 一致性关系的压缩限制。原因很简单,确保等曲率场抑制质量的相同机制也负责抑制其自相互作用。因此,在具有轻等曲率场的模型中,通常预计双谱会被慢滚抑制,但具有不同于 Maldacena 一致性关系的压缩限制。原因很简单,确保等曲率场抑制质量的相同机制也负责抑制其自相互作用。因此,在具有轻等曲率场的模型中,通常预计双谱会被慢滚抑制,但具有不同于 Maldacena 一致性关系的压缩限制。
更新日期:2020-10-07
中文翻译:
暴胀过程中超光场的起源及其抑制的非高斯性
我们研究了多场膨胀模型的结构,其中原始曲率扰动能够与超轻等曲率场剧烈相互作用——一种与场空间中背景膨胀轨迹正交的无质量波动。我们确定了一类暴胀模型,其中超轻场可以作为潜在的“缩放变换”的结果而出现,该变换重新缩放整个系统的动作并保持经典运动方程不变。这种缩放不变性确保了超轻波动的存在,该波动在穿越地平线后冻结。如果暴胀轨迹相对于标度对称方向未对准,则等曲率场与这个超光场成正比,并且变得无质量。此外,我们发现,即使等曲率场与曲率扰动强烈相互作用——将它自己的统计数据转移到曲率扰动——它也无法引起大的非高斯性。原因很简单,确保等曲率场抑制质量的相同机制也负责抑制其自相互作用。因此,在具有轻等曲率场的模型中,通常预计双谱会被慢滚抑制,但具有不同于 Maldacena 一致性关系的压缩限制。原因很简单,确保等曲率场抑制质量的相同机制也负责抑制其自相互作用。因此,在具有轻等曲率场的模型中,通常预计双谱会被慢滚抑制,但具有不同于 Maldacena 一致性关系的压缩限制。原因很简单,确保等曲率场抑制质量的相同机制也负责抑制其自相互作用。因此,在具有轻等曲率场的模型中,通常预计双谱会被慢滚抑制,但具有不同于 Maldacena 一致性关系的压缩限制。