Horndeski引力模型以及动态真空模型中的粒子生成

发布时间：2021-08-06 12:42

　　近几年来,引力波的探测和相关研究成为了宇宙学中最热门的课题,同时也给早期宇宙的探索带来了希望。一些物理学家认为,随机引力波起源于早期宇宙的暴胀场衰变和宇宙弦,因此随机引力波的探测对研究早期宇宙具有重要意义。与随机引力波类似,基本粒子的起源也与宇宙的开端密切相关。而且,研究粒子生成可以弥补用引力波研究早期宇宙的不足,例如,粒子生成可以研究引力波不能提供的宇宙的热力学性质。此外,粒子之间的转换会影响宇宙的演化过程和宇宙大尺度结构的形成,甚至可能会影响宇宙的最终命运。因此,粒子的起源及其相互转换是宇宙学研究的一个重要课题。在这篇论文中,我们在Horndeski引力模型以及动态真空模型中研究了宇宙学中粒子生成的三个相关问题:标量粒子的生成;早期宇宙中相对论性粒子的生成以及晚期宇宙中非相对论性粒子的生成;粒子生成和非粒子生成的相互作用是否具有热力学差异?在引言中,从微观和宏观两个方面介绍了粒子生成的研究历史,并对相关的重要工作简单地进行了回顾。在第二章中,我们讨论了标量粒子在空间均匀且各向同性的宇宙背景中的生成。为了解析地研究粒子生成随时间的演化,考虑了一个简化的Horndeski引力模型。首先... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 发展历史
    1.2 粒子生成理论
        1.2.1 粒子生成的微观理论
        1.2.2 粒子生成的宏观理论
    1.3 论文的研究动机和结构
第二章 宇宙学背景下简化Horndeski引力模型中的标量粒子生成
    2.1 Horndeski引力模型简介
    2.2 标量粒子生成与热力学
        2.2.1 简化Horndeski引力模型中标量粒子生成的物理解释
        2.2.2 标量粒子的生成率和熵
            2.2.2.1 λ_1=0和λ_2≠0
            2.2.2.2 λ_1≠0和λ_2=0
            2.2.2.3 λ_1≠0和λ_2≠0
    2.3 表观视界内的粒子以及表观视界熵
    2.4 小结
第三章 宇宙学背景下运行真空模型中的粒子生成
    3.1 运行真空模型简介
    3.2 粒子生成和熵:基本公式
        3.2.1 粒子生成和熵流
        3.2.2 生成压和体积黏度
        3.2.3 熵的演化和膨胀宇宙的热力学第二定律
    3.3 运行真空模型
        3.3.1 动态真空模型
        3.3.2 运行真空模型
        3.3.3 当前宇宙的运行真空模型解
        3.3.4 早期宇宙的运行真空模型解
    3.4 共动体积内的粒子生成和熵的演化
        3.4.1 从当前宇宙至最终的de Sitter宇宙
        3.4.2 从早期暴胀宇宙至辐射主导宇宙
    3.5 表观视界内的粒子生成和推广的热力学定律
        3.5.1 宇宙的视界和熵
        3.5.2 从当前宇宙至最终的de Sitter宇宙
        3.5.3 从早期暴胀宇宙至辐射主导宇宙
        3.5.4 在运行真空模型中解决熵(视界)疑难
        3.5.5 通往热力学平衡的漫漫长路
    3.6 推广的运行真空模型
    3.7 小结
第四章 粒子熵增的两种形式
    4.1 (?)=0 VS (?)≠0
    4.2 光子气体和熵的两个来源
        4.2.1 常体积宇宙
        4.2.2 膨胀宇宙
    4.3 一般的理想气体
        4.3.1 常体积宇宙
        4.3.2 膨胀宇宙
    4.4 小结
第五章 总结与展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3325793