Non-equilibrium dynamics of a scalar field with quantum backreaction
Publiceringsår
2021
Upphovspersoner
Kainulainen, Kimmo; Koskivaara, Olli
Abstrakt
We study the dynamical evolution of coupled one- and two-point functions of a scalar field in the 2PI framework at the Hartree approximation, including backreaction from out-of-equilibrium modes. We renormalize the 2PI equations of motion in an on-shell scheme in terms of physical parameters. We present the Hartree-resummed renormalized effective potential at finite temperature and critically discuss the role of the effective potential in a non-equilibrium system. We follow the decay and thermalization of a scalar field from an initial cold state with all energy stored in the potential, into a fully thermalized system with a finite temperature. We identify the non-perturbative processes of parametric resonance and spinodal instability taking place during the reheating stage. In particular we study the unstable modes in the region where the vacuum 1PI effective action becomes complex and show that such spinodal modes can have a dramatic effect on the evolution of the one-point function. Our methods can be easily adapted to simulate reheating at the end of inflation.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal/Serie
Moderpublikationens namn
Nummer
12
Artikelnummer
190
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
2
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Helt öppen publikationskanal
Parallellsparad
Ja
Parallellagringens licens
CC BY
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Fysik
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object]
Publiceringsland
Förenade kungariket
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Nej
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1007/JHEP12(2021)190
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja