Does inflation squeeze cosmological perturbations?
Does inflation squeeze cosmological perturbations?
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通货膨胀会挤压宇宙扰动吗？
DOI：
10.1088/1475-7516/2022/09/032
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发表时间：
2022
影响因子：
6.4
通讯作者：
Ribes Metidieri, Patricia
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Agullo, Ivan;Bonga, Béatrice;Ribes Metidieri, Patricia
人们似乎一致认为，暴涨会挤压宇宙扰动的量子态，并使模式与波数 k⟶ 和 -k⟶ 纠缠在一起。矛盾的是，这个结果被用来证明暴胀结束时原始扰动的经典性和量子性。我们重新审视这个问题并指出，先前工作中使用的模式 k⟶ 和 -k⟶ 的双模式压缩的定义取决于仅适用于具有与时间无关的哈密顿量和有限多个自由度的系统的选择。我们认为，对于在一般时间相关的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克背景上传播的量子场，压缩态的概念容易模糊，这与粒子定义的模糊性密切相关。换句话说，我们认为这个问题“宇宙膨胀是否会挤压和纠缠波数为 k⟶ 和 -k⟶ 的模式？”包含与问题“宇宙膨胀是否会产生粒子？”相同的歧义。当存在额外的对称性时，就像暴胀模型中使用的（准）德西特时空一样，我们可以解决歧义，我们发现标题中问题的答案是否定的。我们进一步认为，这一事实并不会使宇宙扰动状态变得更不量子化，至少在可以忽略高斯性的偏差时是如此。
There seems to exist agreement about the fact that inflation squeezes the quantum state of cosmological perturbations and entangles modes with wavenumbers k⟶ and-k⟶. Paradoxically, this result has been used to justify both the classicality as well as the quantumness of the primordial perturbations at the end of inflation. We reexamine this question and point out that the definition of two-mode squeezing of the modes k⟶ and-k⟶ used in previous work rests on choices that are only justified for systems with time-independent Hamiltonians and finitely many degrees of freedom. We argue that for quantum fields propagating on generic time-dependent Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker backgrounds, the notion of squeezed states is subject to ambiguities, which go hand in hand with the ambiguity in the definition of particles. In other words, we argue that the question" does the cosmic expansion squeeze and entangle modes with wavenumbers k⟶ and-k⟶?" contains the same ambiguity as the question" does the cosmic expansion create particles?". When additional symmetries are present, like in the (quasi) de Sitter-like spacetimes used in inflationary models, one can resolve the ambiguities, and we find that the answer to the question in the title turns out to be in the negative. We further argue that this fact does not make the state of cosmological perturbations any less quantum, at least when deviations from Gaussianity can be neglected.
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FULLING, SA