Fakultät für Physik und Astronomie

4. Sobald die Felder angeregt sind, nähern sie sich dem thermischen Gleichgewicht durch Streuung
von Energie in Moden mit höherem Impuls.
Dies kann man sehr gut am Spektrum der Besetzungszahlen n( ⃗ k) beobachten. Da hauptsächlich
langwellige Flutuationen angeregt werden, entsteht ein Spektrum mit hohen Besetzungszahlen
im Infraroten und einem Cutoff zum Ultravioletten hin. Durch Streuung kombinieren
Teilchen mit niedrigen Impulsen zu solchen mit höheren. Dadurch verschiebt sich der Cutoff
mehr und mehr ins Ultraviolette, wohingegen die Besetzungszahlen im Infraroten abnehmen
und das Spektrum sich dem einer thermischen Verteilung annähert.
Ähnliche Ergebnisse werden in Ref. [29] auch durch Anwendung der kinetischen Wellentheorie
erzielt. Die bisherigen klassischen Methoden sind auf Bosonen beschränkt und nur bei hohen Besetzungszahlen
anwendbar. Zu einer allgemeingültigeren Beschreibung kommt man mit Hilfe der
Nichtgleichgewichts-Quantenfeldtheorie (für eine Einführung siehe beispielsweise [30]). Aus der
2PI effektiven Wirkung Γ[φ, G] erhält man Entwicklungsgleichungen für die Ein- und Zweipunkt-
Funktionen von bosonischen und fermionischen Feldern sowie Eichfeldern. Diese Entwicklungsgleichungen
sind exakt, jedoch benötigt man für praktische Rechnungen eine Trunkierung. Geeigneter
als eine Entwicklung in den Kopplungskonstanten ist meist eine Entwicklung in 1/N, wobei N die
Zahl der Felder ist. Mit dieser Methode konnte jüngst das Preheating über Parametrische Resonanz
1 [31] sowie das Tachyonische Preheating [32] in einem skalaren O(N)-symmetrischen Modell
untersucht werden.
1 Entscheidend für die Parametrische Resonanz ist ein oszillierender Massenterm. Dies ist die in der Literatur
wohl am häufigsten untersuchte Form des Preheatings. Da der Massenterm nach der Hybrid-Inflation jedoch nur
wenig oszilliert, ist die Parametrische Resonanz in diesem Fall nicht sehr effektiv. Man vergleiche dazu wieder die
beiden Paper aus Ref. [24].