Observational constraints on quantum decoherence during inflation
Observational constraints on quantum decoherence during inflation
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暴涨期间量子退相干的观测限制
DOI：
10.1088/1475-7516/2018/05/063
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发表时间：
2018
影响因子：
6.4
通讯作者：
V. Vennin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jérôme Martin;V. Vennin
由于暴胀微扰一般必须与早期宇宙中存在的所有自由度耦合，因此将这些涨落视为与环境相互作用的开放量子系统更为现实。然后，在非常一般的基础上，它们的演化可以用林德布拉德方程来模拟。这种改进的演化导致系统的量子退相干，以及对曲率波动的功率谱等可观测量的修正。一方面，目前的宇宙学观测限制了可能环境的性质，并对相互作用强度设定了上限。另一方面，强制退相干在暴胀结束时完成意味着相互作用强度的下限。因此，出现了这样的问题：在不改变功率谱的情况下，是否可以成功地发生退相干。在本文中，我们系统地确定了所有的情况下，这是可能的。作为一个例子，我们讨论的情况下，环境中包括一个沉重的测试标量场。我们表明，这实现了非常奇特的配置，其中功率谱的校正是准尺度不变的。在这种情况下，环境的存在改善了某些通货膨胀模型的数据拟合，但恶化了其他模型的数据拟合。这清楚地表明，退相干不仅具有理论上的重要性，而且对天体物理观测也至关重要。
Since inflationary perturbations must generically couple to all degrees of freedom present in the early Universe, it is more realistic to view these fluctuations as an open quantum system interacting with an environment. Then, on very general grounds, their evolution can be modelled with a Lindblad equation. This modified evolution leads to quantum decoherence of the system, as well as to corrections to observables such as the power spectrum of curvature fluctuations. On one hand, current cosmological observations constrain the properties of possible environments and place upper bounds on the interaction strengths. On the other hand, imposing that decoherence completes by the end of inflation implies lower bounds on the interaction strengths. Therefore, the question arises of whether successful decoherence can occur without altering the power spectrum. In this paper, we systematically identify all scenarios in which this is possible. As an illustration, we discuss the case in which the environment consists of a heavy test scalar field. We show that this realises the very peculiar configuration where the correction to the power spectrum is quasi scale invariant. In that case, the presence of the environment improves the fit to the data for some inflationary models but deteriorates it for others. This clearly demonstrates that decoherence is not only of theoretical importance but can also be crucial for astrophysical observations.
用curvaton测量通货膨胀的持续时间
影响因子：
5
作者：
Torrado J
通讯作者：
Torrado J
随机旁观者
影响因子：
6.4
作者：
Hardwick R
通讯作者：
Hardwick R
量子力学中的退相干
DOI：
10.1016/j.aop.2010.12.014
发表时间：
2011
期刊：
arXiv: Quantum Physics
影响因子：
--
作者：
Jurjen F. Koksma;Tomislav Prokopec;Michael G. Schmidt
通讯作者：
Michael G. Schmidt