Investigadores han explorado la inflación de axiones, un modelo cosmológico donde un campo escalar (el inflatón) interactúa con un campo de gauge abeliano. Este acoplamiento axial puede inducir una amplificación taquiónica de una de las helicidades del campo de gauge. Tradicionalmente, se ha estudiado con un vector sin masa, donde los modos con momento físico $k/a \sim |\xi|H$ se amplifican exponencialmente, proporcionando una fricción significativa para el inflatón homogéneo.

El nuevo trabajo extiende este mecanismo a un campo vectorial con masa $m$. La inestabilidad de amplificación solo se produce si el parámetro de acoplamiento $|\xi|$ es mayor que la masa normalizada del vector $\bar{m} \equiv m/H$. En el régimen de vector pesado, la amplitud del modo se escala como $\exp[\pi(|\xi|-\bar{m})]$. Dado que los modos amplificados permanecen dentro del radio de Hubble cuando $\bar{m} \gg 1$, su contribución a las perturbaciones de curvatura de gran longitud de onda se suprime fuertemente para una retroacción de fondo fija.

Los cálculos analíticos indican que, en el régimen de retroacción débil, la potencia de las perturbaciones de curvatura inducidas por el campo de gauge es $\mathcal{P}^{\rm id}_\zeta \propto \bar{m}^{-2}$. Al incluir la fricción inducida por el campo de gauge en las perturbaciones escalares, esta escala se modifica a $\mathcal{P}^{\rm id}_\zeta \propto \bar{m}^{-3}$. Estas estimaciones sugieren que un valor de $\mathcal{P}^{\rm id}_\zeta \lesssim 10^{-9}$ en las escalas del fondo cósmico de microondas (CMB) es compatible con la retroacción del campo de gauge para valores de $\bar{m}$ superiores a unos pocos cientos. Además, se realizaron las primeras simulaciones en red utilizando una extensión del código Pencil para vectores masivos, incluyendo regímenes de fuerte retroacción, validando las funciones de modo analíticas y las estimaciones de retroacción.