Solving the Tension between High-Scale Inflation and Axion Isocurvature Perturbations
BICEP 2实验确定了膨胀期间的哈勃参数约为$10^{14}$ GeV。如果Peccei-Quinn（PQ）对称性在暴胀期间和之后保持破缺，那么如此高的暴胀尺度与QCD轴子暗物质处于紧张状态，因为会产生太大的轴子等曲率扰动。如果轴子在膨胀过程中获得足够大的质量，那么轴子等曲率扰动可以被抑制。我们表明，这是实现的，如果PQ对称性被明确打破了离散对称性，如果打破是在通货膨胀期间增强。我们还表明，即使在膨胀后PQ对称性自发破缺，这种暂时增强的PQ对称性破缺放松了对轴子衰变常数的约束。
2014-08-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Low-Scale Inflationary Magnetogenesis without Baryon Isocurvature Problem
针对电弱尺度以上磁生成模型存在的重子等曲率问题，提出带Chern-Simons耦合的低尺度暴胀磁生成方案，通过数值验证其可产生足够解释观测IGMFs的磁场且规避该问题。
2024-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Adiabatic and Isocurvature Perturbation Projections in Multi-Field Inflation
目前的数据与单场暴胀的预测吻合得很好。然而，在宇宙微波背景数据中看到的半球形不对称性可能暗示了一个潜在的问题。推广到多场模型可以提供一种可能的解释。模拟多场暴胀中的微扰的一个有用方法是研究微扰沿着和垂直于背景场轨迹的投影。这些对应于绝热和等曲率扰动。然而，重要的是要注意，通常没有相应的绝热和等曲率场。本文的目的是强调场重定义和微扰投影之间的区别。我们提供了一个详细的推导的演变的等曲率扰动表明，没有假设的绝热或等曲率场是必要的。我们还展示了如何这个演化方程是一致的场协变演化方程的等曲率扰动在平场空间限制。
2013-08-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Isocurvature modes and non-Gaussianity in affine inflation
由多个场驱动的暴胀动力学，特别是非最小耦合，允许高度有趣的特征，如等曲率，非高斯性和预热。在本文中，我们研究的背景下，纯粹的仿射引力的两个领域的通货膨胀，其中的度量结构的结果，从动态的时空仿射连接。我们在新的框架中引入了一个协变公式，并证明了它导致了一个弯曲的场空间，它可以产生明显的偏离纯粹的度量引力。在场是正则场的情况下，场流形获得共形平坦的形状。有趣的是，虽然流形通常是弯曲的，但它可以通过允许特定的非正则场动力学项而变平。这反过来又大大简化了暴胀动力学，同时允许新的预测，由于非最小耦合函数对潜力的影响。我们使用这个新的功能在研究两个领域的通货膨胀驱动的四次潜力给定的参数常数。我们执行的慢滚动力学的数值解，并跟踪可能的非高斯。我们专注于场参数，使光谱指数范围内的普朗克结果的青睐。这些与微小的张量标量比有关，单场为$r \sim 10^{-6}$，双场为$r \sim 10^{-4}$。我们还表明，两个领域的希格斯膨胀可能有利于弯曲场流形。
2021-11-06 gr-qc hep-th
Multifield DBI Inflation and Non-Gaussianities
我们分析了多场DBI膨胀，这可能会出现在膜膨胀模型的轨迹，并表明，在典型的慢卷膨胀的轨迹是相同的。我们计算的功率谱，发现更高的衍生条款的DBI行动导致抑制的贡献，从等曲率扰动。我们还计算了由等曲率扰动产生的双谱，并发现它导致了独特的功能。
2008-01-15 astro-ph gr-qc hep-ph
Stochastic isocurvature constraints for axion dark matter with high-scale inflation
轴子是最有动机的暗物质候选者之一。它们在早期宇宙中由真空失准机制产生，引起等曲率扰动，这受到宇宙微波背景测量的限制。在本文中，我们计算的轴子等曲率功率谱使用谱展开的随机Starobinsky-Yokoyama形式主义，它捕捉非线性效应的轴子动力学。与大多数现有的文献相比，我们专注于高通货膨胀哈勃率的顺序$10^{13}~{\rm GeV}$，并证明，有一个重要的窗口中，轴子可以占全部或部分的暗物质丰度不违反等曲率界限或张量模式界限。至关重要的是，我们发现，等曲率谱占主导地位的非微扰的贡献，在这个窗口的很大一部分。因此，通常使用的线性近似在该区域是不可靠的，使得随机方法必不可少。
2021-07-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On Non-Minimal Couplings to Gravity and Axion Isocurvature Bounds
King’s College London（伦敦国王学院）；Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学）；Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）
研究非最小耦合对引力和轴子等扭界约束的影响，发现两种耦合共同作用时，其主导效应取决于重力形式，并通过具体模型验证了缓解约束的可行性。
2025-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Origin of ultra-light fields during inflation and their suppressed non-Gaussianity
我们研究了多场暴胀模型的结构，其中原始曲率扰动能够与超轻等曲率场--场空间中与背景暴胀轨迹正交的无质量波动--有力地相互作用。我们确定了一类暴胀模型，其中超轻场可以出现作为一个潜在的“缩放变换”的结果，重新调整整个系统的行动，并保持经典的运动方程不变。这种标度不变性确保了超轻波动的存在，该波动在视界交叉后冻结。如果暴胀的轨迹与标度对称方向不一致，那么等曲率场与这个超轻场成正比，并且变得没有质量。此外，我们发现，即使isocurvature场强烈的相互作用与曲率扰动-转移自己的统计曲率扰动-它是无法诱导大的非高斯。原因很简单，确保等曲率场的抑制质量的相同机制也负责抑制其自相互作用。其结果是，在模型与轻isocurvature领域的双谱一般预计将被慢滚抑制，但与压缩的限制，不同的Maldacena的一致性关系。
2019-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Curvature and Isocurvature Perturbations in multi-field Gauss-Bonnet inflation
Jeju National University（济州国立大学）
该研究针对多场Gauss-Bonnet暴胀模型，推导场扰动二次作用量并分解曲率与等曲率模，验证相关质量为零的结论，在两种极限下计算曲率功率谱，同时给出一阶耦合的张量功率谱与张标比。
2026-08-25 gr-qc hep-th
Calculating Non-adiabatic Pressure Perturbations during Multi-field Inflation
等曲率扰动自然发生在由多个标量场组成的暴胀模型中。本文计算了由两个正则标量场组成的三种不同暴胀模型在暴胀结束时产生的等曲率扰动谱。在暴胀结束时存在的非绝热压力的量可以通过涡量的产生和随后的B模式极化的来源产生观测结果。我们比较了两种不同的定义的等曲率扰动，并显示这些数量如何在膨胀过程中以不同的方式演变。我们的结果是使用可供下载的开源Pyflation数值包计算的。
2012-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion Cosmology and the Energy Scale of Inflation
我们调查的观测约束的参数空间的通货膨胀和轴子和映射出两个允许的窗口：经典窗口和通货膨胀的人择窗口。后者的宇宙学特别有趣;暴胀轴子宇宙学预言宇宙微波背景中存在等曲率波动，其幅度随着暴胀的能量尺度和轴子中暗物质的比例而增长。统计参数支持后者的实质性价值，因此当前等曲率波动的界限意味着对通货膨胀的严格限制。例如，一个10^16 GeV的轴子佩切-奎因标度排除了任何在95%置信度下能量标度> 3.8*10^14 GeV（r > 2*10^（-9））的暴胀模型，因此意味着暴胀产生的引力波可以忽略不计，但意味着明显的等曲率波动。
2010-04-03 astro-ph hep-ph hep-th
Relaxing Isocurvature Bounds on String Axion Dark Matter
当暴胀标度很高时，轻标量在暴胀过程中会产生很大的量子涨落，如果暴胀标度足够长，轻标量会产生CDM等曲率扰动，这一扰动受到普朗克数据的严格限制。专注于弦轴子等轻标量，我们表明，热膨胀可以提供足够大的熵产生稀释CDM等曲率扰动。重要的是，有效的稀释是可能的弦轴子，因为有效地没有二次相干振荡诱导结束时的热膨胀，相反的模场。我们还研究了轴子暗物质的生存能力与质量约7千电子伏的起源的3.5千电子伏的X射线线过剩，在存在大熵产生。
2014-06-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation Dynamics and Reheating
我们回顾了单场和多场的膨胀理论，特别注意绝热和熵/等曲率扰动的动力学，这些扰动提供了检验膨胀模型的主要手段。我们回顾了暴胀后的再加热和预热的理论和唯象，对多场暴胀的引力和非引力特征进行了统一的讨论。此外，我们涵盖的膨胀理论与额外的维度和模型，如曲率的情况下，调制再加热，提供替代方法产生大规模的密度扰动。最后，我们讨论了有趣的观测影响，可以导致绝热等曲率的相关性和非高斯。
2006-02-02 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Stochastic Gravitational Wave Backgrounds from a Sharp Feature in Three-field Inflation II: The Inflationary Era
本文研究三场暴胀中尖锐特征诱发的大异曲率瞬变，证明其衰减后仍可留下暴胀时期产生的增强型SGWB，为LISA等探测多场暴胀特征提供新窗口。
2025-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Suppressing Extra-Dimensional Axion Isocurvature Dynamically
William I. Fine Theoretical Physics Institute, School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院威廉·I·芬理论物理研究所）；School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）
研究额外维度 QCD 轴子在暴胀时量子涨落产生等曲率微扰限制暴胀尺度的问题，提出在翘曲五维模型中的动态抑制机制，可满足 CMB 等曲率界限并允许更高暴胀尺度。
2026-07-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Fermionic Isocurvature Perturbations
暴胀文献中的等曲率微扰通常涉及玻色子场自由度的量子涨落。在这项工作中，我们考虑等曲率扰动的费米量子涨落在通货膨胀。当一个稳定的大质量费米子耦合到一个非共形扇区不同的标量度规扰动，可以产生可观的大幅度尺度不变等曲率扰动。除了计算的等曲率两点函数，估计的局部非高斯性也给出，并发现是有前途的观察参数空间的一个角落。这些结果为稳定的大质量费米子理论提供了一类新的宇宙学探测。在技术方面，我们明确地重整化弯曲时空中的复合算子，并表明引力沃德恒等式在抑制费米等曲率扰动的某些贡献中发挥了重要作用。
2013-06-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axiverse cosmology and the energy scale of inflation
由弦论激发的超轻轴子（$m_a\lesssim 10^{-18}$ eV）可以成为暴胀能量尺度的有力探测器。与较重的轴子相比，超轻轴子中的等曲率模可以与可观测到的引力波共存。在这里，它表明，大尺度结构约束严重限制了轴子质量，密度分数和等曲率振幅的参数空间。它还表明，从根本上不同的CMB观测的超轻轴子等曲率模式另外减少这个空间。给出了一种新的、精确的、有效的等曲率功率谱计算方法，并将其应用于超轻轴子和暴胀的约束。
2013-10-23 astro-ph.CO hep-th
Constraints on moduli cosmology from the production of dark matter and baryon isocurvature fluctuations
我们设定的约束模量宇宙学的生产暗物质-辐射和重子-辐射等曲率波动通过模量衰减，假设在膨胀过程中的模量保持轻。我们发现，当参数空间m_σ（modulus mass）- σ_{inf}（modulus vev at the end of inflation）中的一个重要部分受到未观测到的显著等曲率波动的约束时，模问题在微扰水平上变得更糟。我们详细讨论的演变的模量VEV和扰动，特别是哈勃尺度修正的模量潜力和随机运动的膨胀过程中的模量的后果。特别地，我们证明了一个高模质量标度m_σ> 100 TeV，它允许模逃避大爆炸核合成的约束，在微扰水平上受到强烈的约束.我们发现，一般来说，解决模量问题需要的暴胀规模远远小于10^{13} GeV。
2009-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity from isocurvature perturbations
我们开发了一种形式主义来研究非高斯曲率和等曲率扰动。结果表明，非高斯性的等曲率扰动之间的暗物质和光子留下不同的签名的CMB温度波动，这可能会在未来的实验中得到证实，或可能，甚至在目前可用的观测数据。作为一个明确的例子，我们考虑QCD轴子，并表明它实际上可以诱导相当大的非高斯性的暴胀尺度，H_{inf} = O（10 ^9 - 10^{11}）GeV。
2008-10-31 astro-ph gr-qc hep-ph
Testing for double inflation with WMAP
有了WMAP的数据，我们现在可以开始测试涉及多个标量场的暴胀的现实模型。这些自然会导致相关的绝热和等曲率（熵）扰动与运行的光谱指数。我们提出了第一个完整的（9个参数）似然分析的双膨胀与WMAP数据，并发现，尽管额外的自由，超对称的混合潜力强烈约束小于7%的相关isocurvature组件时，允许的标准先验的cosomological参数。因此，我们也发现赤池和贝叶斯模型选择标准，而强烈倾向于单场暴胀，就像等价分析喜欢一个宇宙学常数的动力学暗能量在宇宙晚期。看来，简单是我们宇宙的最佳指南。
2004-09-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Isocurvature Perturbations and Non-Gaussianity of Gravitationally Produced Nonthermal Dark Matter
引力粒子的产生自然发生在从暴胀阶段到非暴胀阶段的过渡期间。如果粒子是稳定的并且相互作用非常弱，那么它们就是天然的非热暗物质候选者。我们发现，这种非热暗物质粒子可以产生足够大的局部非高斯性，可以通过正在进行的和不久的将来的实验观察到，而不会与现有的等曲率边界相冲突。特别令人感兴趣的是，这些粒子可以通过局部非高斯性来观察，即使它们只占总暗物质含量的很小一部分。
2013-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axion Isocurvature Perturbations in Low-Scale Models of Hybrid Inflation
QCD轴子解决了强CP问题，并代表了冷暗物质（CDM）的一个有吸引力的粒子候选者。然而，在暴胀过程中，轴子场的量子涨落容易导致大的CDM等曲率扰动，这与宇宙微波背景（CMB）的观测相冲突。在本文中，我们演示了如何解决这个问题，在低尺度模型的混合通货膨胀，可能会出现超对称大统一理论。我们考虑了超引力中的F项混合暴胀（FHI）和D项混合暴胀（DHI），明确地考虑了隐藏扇区超对称性破缺的影响。我们讨论了宇宙弦的产生，并展示了标量势中的软项如何容易地实现正确的标量谱指数。在这两种情况下，我们都能够识别参数空间中与所有约束一致的大区域。特别是，我们发现，要避开CDM等曲率约束，总是需要O（10^-3）或更小的汤川耦合或规范耦合。这转化为引力子质量的上限，FHI为O（10^5）GeV，DHI为O（10^9）GeV。我们的研究结果指出有趣的情况下，动机良好的参数区域，将在未来的轴子和CMB实验进行测试。
2018-10-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Shift-Symmetric Orbital Inflation: single field or multi-field?
我们提出了一类新的两个领域的通货膨胀吸引模型，被称为“移位对称轨道通货膨胀”，其行为是强烈的多场，但其预测是非常接近的单场通货膨胀。在这些模型中，场空间度规和势是这样的，暴胀子的轨迹是沿着一个“角”等距方向，其“半径”是恒定的，但任意的。因此，远离轨道的径向（等曲率）扰动是完全无质量的，它们在超视界尺度上冻结。这些模型是第一个确切实现的“超轻等曲率”的情况下，以前在文献中描述的，其中一个合并的移位对称性之间出现的曲率和等曲率扰动和原始扰动光谱的结果是完全符合当前的观测。由于转弯轨迹，径向扰动源切向（曲率）扰动，并使其线性增长的时间。因此，只有一个自由度（即来自等曲率模的自由度）负责暴胀结束时的原始可观测量，这产生了与单场暴胀相同的现象。特别是，等曲率扰动和局部非高斯性在这里被高度抑制，即使暴胀动力学是真正的多场。我们评论推广到两个以上的领域的模型。
2020-07-24 astro-ph.CO hep-th
A Theory of Self-Resonance After Inflation, Part 1: Adiabatic and Isocurvature Goldstone Modes
我们发展了暴胀后的自共振理论。我们研究了一大类包含多个具有内部对称性的标量场的模型。为了说明，我们经常专门研究4维势，但我们推导出一般势的结果。这是两部分系列论文的第一部分。在第1部分中，我们特别关注长波长模式的行为，这些模式被发现支配着大多数重要的物理学。由于暴胀子背景自发地破坏了时间平移对称性和内部对称性，我们得到了Goldstone模;这些是绝热模和等曲率模。我们发现的潜力时，一个大的不稳定带存在于长波长的这些模式的一般条件。对于绝热模式，这由从时间平均势导出的声速确定。而对于等曲率模式，这是由从时间平均辅助电位导出的速度确定的。有趣的是，我们发现，这种不稳定带通常存在于这些类别的模式之一，而不是同时。我们专注于在场空间中径向演化的背景，如由膨胀设置的，并且还提到与Q球相关的圆形轨道。在第二部分[1]中，我们从多粒子量子力学的基本描述中导出中心行为，并引入对称性的弱破缺来研究预热对粒子-反粒子产生的修正。
2017-08-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Step in Flux to Suppress Axion Isocurvature
Harvard University（哈佛大学）
本文提出了一种通过拓扑BF型质量项抑制轴子等效波动的新机制，并探讨了其在宇宙学中的应用及可能的紫外完整化。
2026-01-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
New inflationary probes of axion dark matter
本文提出轴子等曲率扰动的新宇宙学观测量，包括相关时钟信号和混合非高斯性，可检验轴子存在及其耦合，并有助于缩小暴胀哈勃尺度范围。
2024-02-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Post-Inflationary Curvature Perturbations
对一般的多场暴胀势估计了暴胀结束后产生的曲率扰动。曲率扰动是由暴胀等曲率扰动的转换产生的，类似于曲率和非均匀再加热的情况。在暴胀期间，磁场向下滚动的轨迹会发生波动。当暴胀结束时，场在宇宙的不同部分沿着不同的方向进入振荡阶段。不同的振荡轨道可以有不同的有效状态方程和再加热速率，因此宇宙的不同部分将以不同的方式演化。这将等曲率扰动转化为曲率扰动。如果所有光场对势能的贡献相似，则后暴胀曲率扰动要比标准暴胀曲率扰动小得多。但是，如果不同的光场对势能的贡献非常不同，则暴胀后的曲率扰动可以超过暴胀扰动。后暴胀扰动的特征是非高斯性$\sim \pm 1$。
2004-01-20 astro-ph hep-th
A Fake Instability in String Inflation
在IIB型纤维暴胀模型中，暴胀子是一个动力学耦合到相应轴子的Kaehler模量。在这种设置中，场空间的曲率诱导了与背景暴胀轨迹垂直的超光速等曲率扰动。然而，我们认为，相关的不稳定性是非物理的，因为它是由于使用定义不明确的熵变量。事实上，在使用正确的相对熵扰动，我们表明，在纤维通货膨胀的轴向等曲率扰动在通货膨胀和动力学衰减基本上是单场。
2021-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological perturbations from multi-field inflation in generalized Einstein theories
本文研究了广义爱因斯坦理论中多场暴胀情形下量子涨落产生的宇宙学扰动，同时考虑了绝热和等曲率模式.在慢滚近似下，通过在爱因斯坦坐标系下的分析，得到了场和度规扰动的显式封闭长波解。由于涨落的演化依赖于比重理论，我们在四个广义爱因斯坦理论的基础上进行了详细的调查分析和数值方法：约旦-布朗-迪克（JBD）理论，爱因斯坦引力与非最小耦合标量场，更高维卡鲁扎-克莱因理论，和$R+R^2$理论与非最小耦合标量场。我们发现，在慢滚近似中得到的解决方案显示出良好的协议与完整的数值结果，除了年底的通货膨胀。由于等曲率扰动的存在，引力位$Φ$和曲率扰动${\cal R}$、$ζ$在超视界尺度上不保持恒定。特别地，我们发现负的非最小耦合可以导致${\cal R}$在Einstein引力和高阶导数引力中的强烈增强，在这种情况下，很难在整个暴胀阶段明确地将标量扰动分解为绝热和等曲率模式。
2001-08-08 astro-ph gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity from Inflation
相关的绝热和等曲率扰动模式产生在膨胀过程中通过振荡机制时，额外的标量自由度以外的暴胀场。我们发现，这种相关性一般导致相当大的非高斯功能在绝热和等曲率扰动。这种非高斯性首先是由某些标量扇区中的大的非线性产生的，然后通过振荡过程有效地转移到暴胀子扇区。我们计算的宇宙微波背景角双谱，提供了一个典型的特征，这种通货膨胀的非高斯性，这可能会被检测到即将到来的卫星实验。
2002-03-18 astro-ph hep-ph hep-th
Quadratic Isocurvature Cross-Correlation, Ward Identity, and Dark Matter
等曲率扰动和大的非高斯性的来源包括场的自由度，其真空期望值小于膨胀的膨胀率。这种场的能量密度的非均匀性在非均匀性展开的首阶场中是二次的。虽然人们经常假设这种等曲率扰动和暴胀驱动的曲率扰动是不相关的，但由于最小引力相互作用的形式，从直接计算的角度来看，这并不明显。因此，我们计算不可约的重力的二次等曲率互相关的贡献。我们发现一个小的，但不衰减的互相关，这在原则上作为一个一致性预测这一大类的等曲率扰动。我们将互相关结果应用于两个暗物质等曲率扰动场景：QCD轴子和WIMPZILLA。在技术方面，我们以一种新的方式利用引力沃德恒等式来证明计算的规范不变性。此外，详细的计算还用软引力定理和引力沃德恒等式加以解释.最后，我们还明确地确定了所有的counterterterms，是必要的重整化的等曲率微扰复合算子在暴胀宇宙学背景。
2013-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Isocurvature Perturbations of Dark Energy and Dark Matter from the Swampland Conjecture
我们指出，最近提出的沼泽地猜想的电势梯度可能会导致等曲率扰动的暗能量，如果quintessence领域获得大的量子涨落在高尺度通货膨胀的猜想首选。此外，如果将精粹场耦合到包含暗物质的暗扇区，则类似地诱发暗物质的等曲率扰动。这两个等曲率扰动可以被抑制，如果精华潜力允许在早期宇宙的跟踪解决方案。我们发现，矢量场的质量$\lesssim {\cal O}(1)$毫电子伏是一个很好的暗物质的候选人在这种情况下，不仅因为正确的丰度是已知的产生的量子涨落在高尺度的通货膨胀没有运行的isocurvature边界的冲突，而且因为它的耦合的精髓不破坏的潜力平坦。
2018-12-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Covariant evolution of perturbations during reheating in two-field inflation
本文发展了一种协变方法，用于研究再加热相位对双场暴胀模型中的原始绝热扰动和等曲率扰动的影响。为了模拟膨胀结束时标量场衰变为辐射，我们引入了一个处方，其中辐射被视为一个额外的有效标量场，需要我们将两个场的设置扩展到一个三场系统。在这个处方中，辐射和标量之间的耦合可以解释协变的几何量参数化的背景轨迹在三场空间的演变。为了获得具体的结果，我们考虑两种情况，其特征在于在膨胀结束时具有未抑制的等曲率波动：（1）具有乘积指数势的正则两场暴胀，其产生大量的负非高斯性，以及（2）具有超轻场的两场暴胀，其中等曲率模式变得近似无质量的模型，并且其与曲率扰动的相互作用在整个膨胀期间持续。在这两种情况下，我们讨论如何修改他们的预测的耦合的标量场的辐射流体。
2018-05-25 hep-th
Curvature perturbations from ekpyrotic collapse with multiple fields
一个规模不变的频谱等曲率扰动的崩溃过程中产生的ekpyrotic标度解的模型，其中多个领域具有陡峭的负指数潜力。谱的尺度不变性是由等曲率场中的超光速不稳定性实现的。这种不稳定性驱动了晚期吸引子的标度解，这是由单个场主导的旧的ekpyrotic崩溃。我们发现，从标度解到单场主导的ekpyrotic崩溃的过渡自动转换的初始等曲率扰动的标度解的随动曲率扰动的后期吸引子。最后的振幅的同动曲率扰动是由哈勃尺度在过渡。
2009-02-04 astro-ph hep-th
Isocurvature modes in the CMB bispectrum
我们研究了角双谱的本地类型所产生的（可能相关的）组合的原始绝热模式与等曲率之一。一般地，该双谱可以被分解成六个基本双谱。我们估计如何精确CMB数据，包括偏振，可以使我们能够测量或限制六个相应的振幅，分别考虑四种类型的等曲率模式（CDM，重子，中微子密度，中微子速度）。最后，我们讨论了如何将双谱上的模型无关约束结合起来，得到多场暴胀模型的参数约束。
2012-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation in a scale invariant universe
尺度不变的宇宙在早期可能有一段加速膨胀的时期：暴胀。我们使用框架不变的方法来计算暴胀观测量的引力标度不变理论涉及两个标量场-光谱指数，张量标量比，水平的等曲率模式和非高斯。我们表明，尺度对称性导致一个精确的取消等曲率模式，并在尺度对称性破缺阶段，这个理论是很好地描述了一个单一的标量场理论。我们发现这个理论的预测与当前的观测结果非常一致。
2018-06-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Geometrical Destabilisation of Ultra-Light Axions in String Inflation
我们对纤维膨胀的多场演化进行了详细的分析和数值分析，结果表明，无论模型的微观实现如何，两个超轻轴子之一的质量平方在膨胀过程中总是为负。这意味着相应的等曲率扰动经历了一个潜在的几何不稳定，这似乎使系统远离扰动制度。因此，我们的结论是，只有通过非微扰分析，快子等曲率扰动的反作用被适当地考虑在内，才能充分了解纤维膨胀的膨胀演变。
2019-03-04 astro-ph.CO hep-th
Phenomenology of Inflaton-Driven Early QCD Confinement and Solution to Axion Isocurvature Problem
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Harvard University（哈佛大学）；University of Utah（犹他大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Nordic Institute for Theoretical Physics (NORDITA)（北欧理论物理研究所）
通过暴胀子与标准模型胶子的直接耦合，在暴胀期间动态提高QCD禁闭标度，使轴子足够重以抑制CMB时期的等曲率扰动，并利用暴胀后期或再加热后的涨落产生暗物质，同时QCD修正可改变标量谱指数。
2026-06-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Generating the curvature perturbation without an inflaton
我们提出了一个机制的起源，在我们的宇宙中的大规模曲率扰动的晚期衰变的大质量标量场，曲率。在宇宙膨胀期间，曲率是轻的，当它获得一个几乎尺度不变的光谱扰动。这最初对应于等曲率密度扰动，当曲率密度成为总曲率密度的重要部分时，其在膨胀后产生曲率扰动。如果曲率完全衰减为热辐射，等曲率密度扰动消失。任何残余等曲率扰动与曲率100%相关。同样的机制也可以在前大爆炸/大爆炸模型中产生曲率微扰，只要曲率具有合适的非正则动力学项，从而产生平坦谱。
2002-03-06 astro-ph hep-ph hep-th
Dynamically generated tilt of isocurvature fluctuations
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)（高等物理能源研究所）；The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学技术学院）
研究光标量场在暴胀期间的等曲率涨落，通过分析其质量与暴胀哈勃尺度关系及标量场势的影响，得出满足特定条件可产生蓝倾斜等曲率谱，还能预测遗迹丰度，计算了四次暗物质质量与自耦合关系。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB hemispherical asymmetry from non-linear isocurvature perturbations
我们研究了在宇宙微波背景（CMB）中，暴胀引起的非绝热扰动是否会在大角度尺度上产生非对称的温度各向异性分布。我们使用一个广义的非线性$δN$形式主义计算的原始密度和等曲率扰动的非高斯性，由于存在非绝热的，但近似尺度不变的多场膨胀过程中的场波动。这种局域型非高斯性导致了比我们可观测视界更大的极长波长不均匀性与辐射和物质密度的较小尺度波动之间的相关性。物质等曲率扰动主要有助于低CMB多极，因此可以导致大角度尺度上的半球形不对称，在较小尺度上可以忽略不计的不对称。在曲率模型中，物质等曲率扰动与原始密度扰动部分相关，我们无法在大角度尺度上获得显着的不对称性，同时尊重当前对所观察到的四极子的观测约束。然而，在轴子模型，其中的物质isocurvature和原始密度扰动是不相关的，我们发现它可能会获得一个显着的不对称性，由于isocurvature模式在大的角度尺度。这种半球不对称的等曲率原点自然会在大尺度上引起CMB偏振的独特不对称。
2014-10-29 astro-ph.CO hep-th
Spectral index and running of $g_{NL}$ from an isocurvature scalar field
原始非高斯性可能由高阶项支配，例如由$g_{NL}$而不是$f_{NL}$设置的项。本文从单等曲率标量场导出了$g_{NL}$的谱指数和游程。如果等曲率场的质量与暴胀期间的哈勃参数相比不太小，则非高斯参数的尺度依赖性是可检测的。此外，我们还将所得结果应用于具有近二次势的曲率模型。
2011-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Viscous modes, isocurvature perturbations and CMB initial conditions
当耦合等离子体是热力学可逆的时，它的涨落可分为绝热模和熵模。当粘性系数的不均匀性引起可计算的曲率扰动时，出现了一种不同的物理解，到目前为止还没有探索过。粘性模式明确说明和比较与传统的等曲率的解决方案。
2015-03-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
No Dark Matter Axion During Minimal Higgs Inflation
研究发现最小希格斯膨胀中轴子无法构成大量暗物质，除非在特定引力模型下调整参数。
2025-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the choice of entropy variables in multifield inflation
我们讨论的有用性和理论上的一致性，不同的熵变量在文献中描述等曲率扰动的多场暴胀模型与一个通用的弯曲场空间。我们澄清，这是适当的熵变量，用于匹配膨胀过程中的等曲率模式的演变后的再加热时代，以比较与观测的限制。特别是，我们发现，常用的变量，作为相对熵扰动或相关的切线和正常扰动的暴胀轨迹的分解，即使更有用的进行数值研究，可能会导致结果是错误的几个数量级，甚至明显的不稳定的影响，这是非物理的情况下，光动力学耦合观众场。
2021-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spontaneous Baryogenesis without Baryon Isocurvature
我们提出了一类新的自发重子生成模型，它不会产生重子等曲率扰动。这些模型中的重子化学势与产生重子的标量场的场值无关，从而阻止了标量场涨落传播到重子等曲率中。我们证明了这种机制在简单的例子中，自发重子是由一个非典型的标量场驱动。重子等曲率的抑制允许自发重子生成甚至与高尺度暴胀兼容。
2017-02-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Orbital Inflation: inflating along an angular isometry of field space
宇宙微波背景辐射数据的简单性，可以用单场暴胀来很好地描述，这就提出了一个问题，即是否有一个同样简单的多场暴胀与观测结果相一致。我们探讨的想法，近似的“角”移位对称性场空间（等距）保护耦合的暴胀扰动的动力学。这个想法涉及到最近的观察，多场暴胀模仿单场暴胀的预测，如果暴胀子是有效的，并不断耦合到第二个无质量的自由度（等曲率扰动）。在多场暴胀中，暴胀轨迹一般不与势能梯度对齐。作为一个推论，势不反映微扰的对称性。我们提出了一种新的方法来同时重建一个两个领域的行动和通货膨胀的轨迹进行沿“角”方向的领域空间，具有恒定的曲率半径，并具有控制质量的“径向”等曲率扰动（熵质量）。我们称之为“轨道膨胀”。在这种设置中，哈勃参数决定了背景和扰动的行为。首先，轨道暴胀为准单场暴胀提供了一个场所。其次，这些模型的精确分析控制使我们能够精确地解决轨道暴胀的现象，具有小熵质量和小曲率半径，以前没有探索过的制度。预测是单场的，虽然违反了一致性关系。此外，熵质量的值决定了暴胀预言如何在（$n_s$，$r$）平面中散开。根据等曲率扰动的自相互作用的大小，非高斯参数$f_{NL}$的范围可以从慢滚抑制到$\mathcal{O}(\text{a few})$。
2019-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Isocurvature-Free QCD Axion Dark Matter from Inflaton-Driven Early QCD: the Necessity of Inflationary Plateaus
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Nordic Institute for Theoretical Physics (NORDITA)（北欧理论物理研究所）；Harvard University（哈佛大学）；University of Utah（犹他大学）
通过暴胀子与胶子的直接耦合在暴胀期间动态提高QCD禁闭标度，抑制轴子等曲率扰动，并利用退禁闭后的德西特涨落产生暗物质，分析表明平台型暴胀模型（p≥2）是必要的，而单式模型（p=1）导致禁闭标度增长过快。
2026-06-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Multifield Dynamics in Higgs-otic Inflation
在希格斯暴胀中，$h^0$和$H^0$ MSSM希格斯场的复杂中性标量组合以混沌的方式扮演暴胀子的角色。如果系统嵌入到弦论中，使得希格斯场参数化D膜位置，则该势将免受大暴胀子处的大跨普朗克修正的影响。暴胀子势则由DBI+CS D-膜作用量给出，在大场下近似为线性行为。暴胀子标量势是一个具有特定非正则动力学项的双场模型。以前的宇宙学参数（即标量和张量扰动）的计算没有考虑模型的全部2场特征，特别是忽略了等曲率扰动的存在及其与绝热模的耦合。众所周知，对于一般的2-场势，这种效应可能会显着改变给定模型的观测特征。我们进行了全面的分析绝热和等曲率扰动的希格斯耳2场模型。我们表明，该模型的预测性增加相比，绝热近似。等曲率微扰适度地反馈到绝热涨落中。然而，等曲率分量在充气结束时呈指数衰减。张量标量比在$r=0.08-0.12$区域内变化，与普朗克/BICEP的结果一致。
2015-05-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Matter Isocurvature from Curvature
本研究提出分离宇宙方法，计算由曲率扰动产生的暗物质等曲率扰动，识别三个关键时期并给出振幅标度，发现冻结退出模型可产生更大但观测允许的扰动。
2024-03-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Mimetic Curvaton
本文研究了多场拟引力引起的暴胀模型的原始扰动，其中暴胀过程中有两个场，从而产生绝热和等曲率扰动模。我们发现，尽管由于约束方程的存在，原绝热微扰模式确实失去了动力学项，但通过引入曲率机制，即把其中一个场看作曲率场，绝热微扰实际上可以从暴胀结束时的等曲率微扰转移过来.详细的计算进行了通货膨胀和随之而来的物质占主导地位的时代。因此，绝热模的所谓“非传播问题”实际上不会对多场模拟暴胀模型造成损害。
2023-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large non-Gaussianities with Intermediate Shapes from Quasi-Single Field Inflation
我们研究了慢卷暴胀模型，其中暴胀子沿着其正交方向被质量为哈勃参数的势提升的轨道慢卷。在这些模型中，一旦暴胀子轨迹转向，通过从等曲率模式到曲率模式的转换可以产生大的非高斯性。我们发现大双谱与一个参数家庭的新颖的形状，插值之间的等边和当地的形状。根据内-内形式主义，这些非高斯性的形状不同于来自等曲率非高斯关联函数的简单投影。
2010-03-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Frame Covariant Nonminimal Multifield Inflation
我们采用微分几何的方法，把标量场作为场空间流形上的坐标，引入了标量曲率理论暴胀的框架协变形式。这确保了我们对暴胀的描述是共形的和重参数化协变的。我们的配方引起的扩展通常的哈勃和潜在的慢滚参数广义全帧协变形式，这使我们能够提供明显的框架不变的预测宇宙学观测，如张量标量比$r$，光谱指数$n_{\cal R}$和$n_T$，其运行$α_{\cal R}$和$α_T$，非高斯参数$f_{NL}$，和等曲率分数$β_{\rm iso}$。我们研究了等曲率模式的产生和传输中场空间曲率的作用，并研究了暴胀结束时标量场的边界条件对可观测的暴胀量的影响。我们探索的稳定性的轨迹相对于边界条件，通过使用一个合适的灵敏度参数。为了说明我们的方法，我们首先分析了一个简单的最小两个领域的情况下，研究一个更现实的非最小模型的灵感来自希格斯膨胀。我们发现，isocurvature效应大大增强，在后者的情况下，必须考虑到某些值在参数空间中，使该模型被适当地归一化到所观察到的标量功率谱$P_{\cal R}$。最后，我们概述了我们的框架协变的方法可以通过Vilkovisky-De Witt形式主义，我们推广到考虑共形变换，从而导致一个完整的框架不变的有效行动，在一个循环的水平上，超越树级近似。
2018-01-08 gr-qc hep-ph hep-th
Angular inflation in multi-field $α$-attractors
我们探讨了多场模型的暴胀动力学，其中的场空间度规是一个常曲率的双曲流形。这种模型被称为$α$ -吸引子，它们的单场机制在暴胀和超引力的背景下得到了广泛的研究。我们发现，在不同的区域的参数空间，这是由质量参数和双曲曲率跨度的多场暴胀轨迹。其中是一个新的动态吸引子沿边界的庞加莱光盘，我们称之为“角膨胀”。我们计算的绝热和isocurvature波动的演变在此制度，并表明，虽然isocurvature模式在此阶段的衰减，角膨胀期的持续时间可以改变单场预测的$α$ -吸引子。对于高度弯曲的场空间流形，这可能导致预测超出当前的观测范围。
2021-12-13 astro-ph.CO hep-th
