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The upper bound on the tensor-to-scalar ratio consistent with quantum gravity

Communications in Theoretical Physics 2021年第7期73卷 115-120页

作者： Lina Wu Qing Gao Yungui Gong Yiding Jia Tianjun Li School of Sciences Xi’an Technological UniversityXi’an 710021China School of Physical Science and Technology Southwest UniversityChongqing 400715China School of Physics Huazhong University of Science and TechnologyWuhanHubei 430074China CAS Key Laboratory of Theoretical Physics Institute of Theoretical PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Physical Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

We consider the polynomial inflation with the tensor-to-scalar ratio as large as possible which can be consistent with the quantum gravity(QG) corrections and effective field theory(EFT). To get a minimal field excursion ΔΦ for enough e-folding number N, the inflaton field traverses an extremely flat part of the scalar potential, which results in the Lyth bound to be violated. We get a CMB signal consistent with Planck data by numerically computing the equation of motion for inflaton Φ and using Mukhanov–Sasaki formalism for primordial spectrum. inflation ends at Hubble slow-roll parameter ε_(1)^(H)=1 or a=0. Interestingly, we find an excellent practical bound on the inflaton excursion in the format a+b√r, where a is a tiny real number and b is at the order 1. To be consistent with QG/EFT and suppress the high-dimensional operators, we show that the concrete condition on inflaton excursion is M_(PI)/△_(Ф)inflation to be consistent with QG/EFT.

关键词： polynomail inflation Lyth bound tensor-to-scalar ratio

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