宇宙学扰动多场模型中的非均匀预热

Gravitational dynamics in Higgs inflation: Preinflation and preheating with an auxiliary field

The dynamics of both the preinflationary and the preheating epochs for a model consisting of a Higgs inflaton plus an additional auxiliary field are studied in full General Relativity. The minimally coupled auxiliary field allows for parametric-type resonances that successfully transfer energy from the inflaton condensate to particle excitations in both fields. Depending on the interaction strengths of the fields, the broad resonance periods lead to structure formation consisting of large under/over-densities, and possibly the formation of compact objects. Moreover, when confronting the same m…

预热的新变化

A new twist to preheating

度量扰动通常在预热期间加强场共振。相反，我们提出了一个模型，其中的超哈勃场共振完全{ \em抑制}时，包括度规扰动。该模型是非最小的Fakir-Unruh的情况下，这是完全可解的长波长限制时，包括度量扰动，但表现出指数增长的超级哈勃模式在他们的情况下。这种引力增强的可积性是例外的，既因为它的稀有性，也因为它说明了在预热的一致性研究中包括度规扰动的重要性的力量。我们推测一个不可行的结果--不存在预热过程中与宇宙学相关的度规扰动增长的{ \em单场}模型。

非均匀性和非线性预热

Inhomogeneity and Nonlinear Preheating

利用非均匀爱因斯坦场方程的数值解，研究了非线性引力效应影响暴胀后预热期的可能性。我们比较了我们的结果微扰计算和解决方案的非线性场方程在一个刚性（未扰动）的时空，以隔离引力现象。我们确认了从刚性背景下的非线性场方程中获得的预热的广泛图片，但发现引力效应对动力学有可测量的影响。模拟中的最长模式在相对论计算中比在刚性背景下增长得更快。我们使用外尔张量来量化宇宙中对均匀性的偏离。我们没有看到导致原始黑洞形成的那种引力坍缩的证据。

预热-宇宙磁力发电机？

Preheating - cosmic magnetic dynamo ?

我们研究了几种不同模型中预热和膨胀过程中大尺度磁场的放大。预热可以在宇宙学尺度上共振地放大种子场。然而，在存在导电性的情况下，谐振的效果通常被削弱，而所产生的磁场的幅度敏感地取决于在预热和热化阶段期间导电性的演变。此外，我们讨论几何磁化，其中放大的磁场发生通过耦合到曲率不变。由于负耦合不稳定性，这在膨胀期间可以是有效的。最后，我们讨论了打破共形平坦的背景度规，从而磁场可以通过在度规预热标量度规扰动的增长刺激。

超对称混合充气参数及预热过程

Parameters of SUSY-Hybrid Inflation and the Process of Preheating

超对称混合暴胀模型的预热过程一般用参数共振和快子预热两种不同的方法来分析。在一个共同的框架下，我们研究了均匀暴胀子场和非均匀瀑布场的衰减和增长过程。我们发现，在超对称混合F项暴胀中，这两个过程并不是参数无关的，而是一个过程比另一个过程更可取，这取决于瀑布场的参数和傅立叶模的值.暴胀势的参数是由观测到的CMB数据约束的，这些约束有助于我们确定负责这个模型的预热过程。

暴胀后预热产生的引力波理论与数值计算

Theory and Numerics of Gravitational Waves from Preheating after Inflation

暴胀后的预热涉及到大的、随时间变化的场不均匀性，这是经典的引力辐射源。如果暴胀发生在足够低的能量尺度上，那么由此产生的光谱可以通过直接探测实验来探测。本文提出了一种理论和算法，用解析和数值方法计算膨胀宇宙中随机标量场的非均匀背景产生的引力波的能量密度谱。我们得到了随机场随机介质发射重力波的一般解析结果，可以检验数值计算的有效性/准确性。我们将我们的方法与文献中的其他数值方法进行了对比，然后将其应用于混沌暴胀后的预热。在这种情况下，我们能够检查分析我们的数值结果，这与以前的作品显着不同。我们讨论了重力波谱是如何随时间建立起来的，并发现其峰值的振幅和频率以一种相对简单的方式依赖于预热过程中放大的特征空间尺度。然后，我们估计的峰值频率和振幅的频谱产生在两个模型的预热后的混合通货膨胀，这对于某些参数可能是相关的重力波干涉实验。

预热时的原始磁场

Primordial magnetic fields at preheating

利用晶格方法研究了冷电弱跃迁过程中长程宇宙磁场的产生。我们将展示在气泡碰撞过程中，磁场是如何以磁弦的形式出现的。我们推测，这些磁弦起源于与EW斯佩勒龙状配置相关的磁偶极子的排列。我们还讨论了光子的早期热化和快子预热后的标量场的湍流行为。

预热的宏观描述

Macroscopic description of preheating

我们提出了一个相干经典标量场通过参量放大过程衰减为统计涨落的宏观模型。我们解决了场论（以下简称“微观”）模型的领导阶在一个大N展开，并表明，宏观模型给出了令人满意的结果的演变的领域，其共轭动量和能量动量张量的波动在许多振荡。宏观模型比微观模型简单得多，并且可以很容易地推广到包括量子涨落。虽然我们假设在这里和齐次的情况下，该模型是完全协变的，并且可以应用在非齐次的情况下。这些特征使其成为探索预热物理学的一个有前途的模型。

NO曲率或混合本质暴胀

NO Curvatons or Hybrid Quintessential Inflation

我们考虑一个曲率的情况下，在后期的时间支配和产生的曲率扰动是通过一个非振荡（NO）曲率潜力。而不是考虑传统的曲率振荡，我们认为“弱陷阱”预热后，这修改了预热后的曲率密度的演变。通过非均匀预热，与曲率有关的原始等曲率扰动一度转化为预热场数密度的涨落。预热场数密度控制着曲率子和预热场的演化。这些场的密度比标准物质密度下降得稍慢，这表明这些场会随着时间的推移而增长。最后，预热场衰减，重新加热宇宙，留下曲率扰动。在我们的场景中，标准曲率子的任务不是由曲率子本身单独执行，而是与预热场部分共享。没有曲率可以被认为是典型暴胀模型的混合版本。

预热一个跳跃的宇宙

Preheating a bouncing universe

预热描述了宇宙学标量场的能量迅速地沉积到其它光场的激发态中的阶段。这个阶段的特点是指数粒子生产由于参数共振。我们在物质反弹宇宙学的框架下研究这一过程。我们的结果表明，在弹跳宇宙学中的预热过程甚至比在暴胀宇宙学中的预热过程更有效。在弱耦合条件下，预热时间延长一倍。对于正常耦合的情况，光场的反作用可以导致在弹跳点之前的热化。如果期望曲率场直接预热宇宙，则由于大的耦合系数，物质反弹曲率的情况可能受到严格限制。然而，通过几何预热的过程，这种担心可以大大放松。

NO模型中的充气和预热

Inflation and Preheating in NO models

我们研究暴胀模型，其中的暴胀场的有效势没有最小值，而是逐渐减少，在大$ϕ$。在这样的模型中，暴胀子场在暴胀后不再振荡，它的有效质量变得非常小，因此基于振荡暴胀子场衰变的再加热标准理论不适用。在很长一段时间内，这种非振荡（NO）模型中唯一的再加热机制是基于膨胀宇宙中的引力粒子产生。这种机制效率很低。我们将表明，它可能会导致宇宙学问题与大的等曲率波动和生产过剩的危险遗物，如引力子和模场。我们还注意到，在这些模式中的再加热阶段的初始条件的设置应重新考虑。如果存在暴胀子场$ϕ$与另一个标量场$χ$的相互作用${g^2} ϕ^2χ^2$，则所有这些问题都可以在最近提出的即时预热场景的背景下得到解决。我们表明，即时预热的NO模型的机制是更有效的比通常的引力粒子生产机制，即使耦合常数$g^2$是非常小的，$10^{-14} \ll g^2 \ll 1$。

全息预加热：准简正模和全息重整化

Holographic Preheating: Quasi-Normal Modes and Holographic Renormalization

在[1]中提出的宇宙预热的全息描述中，强耦合下暴胀子与物质场之间的能量转移可以用渐近反德西特（AdS）时空中Friedmann-Robertson-Walker（FRW）边界上超导体的超流和正常分量来模拟。在本文中，我们调查了两个方面的情况下，全息预热，不包括在所伴随的工作。首先，我们详细研究了亚稳态多毛黑洞周围准正规模的演化。该分析可以定量描述强耦合情况下连续产生的物质场的预热过程。其次，我们提出了一个详细的分析的全息重整化的AdS-FRW背景，这使我们能够提取运营商的期望值研究宇宙学的影响。

微分耦合暴胀模型中的预热问题

Preheating in Derivatively-Coupled Inflation Models

我们研究了暴胀子与标量场和规范场耦合的理论中的预热。这种耦合可能在暴胀的自然模型中占主导地位，其中暴胀子势的平坦性与暴胀子的近似移位对称性有关。我们比较我们的结果与以前研究的模型与非导数耦合。对于足够重的标量物质，参数共振在再加热宇宙方面是无效的，因为暴胀子与物质的耦合非常弱。如果标量物质场是光，导数耦合会导致轻微的长波长不稳定性，使物质场达到非零期望值。然而，在这种情况下，光标量的长波长波动在膨胀过程中产生，导致大量的宇宙学问题。相反地，暴胀子与规范场的类轴子耦合，在暴胀期间不会导致长波长涨落的产生。然而，同样由于与暴胀子的耦合很弱，参量共振在产生规范场量子方面是无效的。

$α$-吸引子暴胀后来自动力学预加热的曲率扰动

Curvature perturbations from kinetic preheating after $α$-attractor inflation

该研究用高精度格点模拟考察$α$-吸引子暴胀后的动力学预加热，发现预加热场超视界等曲率扰动向曲率扰动的转化极低效，难以产生可观测效应。

无质量预热产生的引力波背景的各向异性

On the Anisotropy of the Gravitational Wave Background from Massless Preheating

当暴胀期间存在光标量场时，它的值将在超视界尺度上变化，调制暴胀结束时的预热过程。因此，预热期间产生的引力波（GW）背景的振幅也将被调制。因此，观测到的该背景的能量密度在天空中的不同角度处将呈现各向异性。我们提供了一个主公式的角功率谱C_1的各向异性在GW背景预热，有效的任何情况下，各向异性是由于超地平线调制的光自由度。利用格点场理论对g^2/λ= 2的无质量预热过程进行模拟，发现了一个平坦的角谱l（l+1）C_l \approx 3 × 10 ^{-4}，它代表了在大角尺度上1%量级变化的强各向异性。对于我们选择的耦合，长波长放大最强烈的参数共振，这是至关重要的各向异性的发展。如果未来的直接探测GW天文台能够探测宇宙起源的背景，它们应该能够探测到这种效应。这可能最终成为区分通胀和预热情景的有力工具。

来自规范预热过程的引力波

Gravitational waves from gauge preheating

本文研究暴胀后阿贝尔规范场预热产生的引力波，发现其信号强且轴矢耦合下呈螺旋极化，并证明该机制可能通过引力轻子生成解释宇宙物质-反物质不对称性。

从非齐次物态方程解宇宙学常数问题--来自修正引力的启示？

The solution of the cosmological constant problem from the inhomogeneous equation of state - a hint from modified gravity?

研究了两分量宇宙学模型中的宇宙学常数问题。宇宙包含一个任意大小和符号的宇宙学常数和一个具有非齐次状态方程的附加分量。结果表明，在适当的参数范围内，当宇宙学常数的绝对值较大时，宇宙的膨胀可能渐近地趋向于与一个较小的有效正宇宙学常数相对应的de Sitter空间.我们认为这种行为可以看作是该模型中宇宙学常数问题的一个解。讨论了宇宙学常数弛豫的机制。本文讨论了与修正引力理论的联系，并描述了在f（R）修正引力中可能实现宇宙学常数弛豫的一个例子。

混沌暴胀和原初黑洞形成中Higgs不稳定性问题的简单宇宙学解

Simple Cosmological Solution to the Higgs Instability Problem in the Chaotic Inflation and Formation of Primordial Black Holes

我们重新审视了混沌暴胀和亚稳电弱真空之间的相容性，混沌暴胀为初始条件问题提供了一个自然的解决方案，亚稳电弱真空是由LHC的结果和当前对顶夸克和希格斯玻色子玻色子的质量测量所提出的。众所周知，混沌暴胀对电弱真空的稳定性构成威胁，因为它在暴胀或预热过程中容易产生大的希格斯起伏，并引发灾难性的真空衰变。在本文中，我们提出了一个简单的宇宙学解决方案，其中真空是稳定的混沌膨胀，预热和之后。这个简单的解自然地预言了原始黑洞的形成。我们发现有趣的参数区域，目前的暗物质密度是由他们提供的。此外，热leptogenesis可以容纳在我们的场景。

宇宙四重奏：光滑非均匀时空的宇宙学参数

The Cosmic Quartet - Cosmological Parameters of a Smoothed Inhomogeneous Spacetime

我们讨论了作为决定宇宙模型的真实空间平均特征的“裸”宇宙学参数与具有“弗里德曼偏差”的观测者所解释的参数之间的关系，即，在均匀的空间几何中。我们可以说，后者是由被测空间区域的平滑的几何不均匀性“装扮”的。我们确定了两个效果，量化“裸”和“穿着”参数之间的差异：“曲率反作用”和“体积效应”。后者的估计给出了一个简单的几何例子。

大尺度非均匀宇宙与宇宙学常数

On the large-scale inhomogeneous Universe and the cosmological constant

本文基于Buchert和Ehlers的平均方法研究了宇宙的大尺度不均匀性。导出了非均匀宇宙角直径距离的广义Dyer-Roeder方程，并在不同的宇宙学模型下求解。我们对某些宇宙观测量进行了比较，如哈勃函数，角直径距离，均匀和非均匀宇宙学模型的宇宙学校正因子，这些都是星系数计数和引力透镜的重要组成部分。

用调制的宇宙涨落探测弦论

Probing String Theory with Modulated Cosmological Fluctuations

超弦理论、具有额外维度的模型和其他超对称模型一般都预言，耦合常数实际上是场的真空期望值，如介子、模等。假设这些场在暴胀过程中是轻的，我们得到这些场在暴胀过程中产生的小的经典不均匀性。因此，耦合常数在比早期宇宙的因果视界大得多的尺度上继承了小的不均匀性。在模量被固定到它们的最小值之后，晚期时间宇宙中耦合常数的空间变化将被擦除。然而，在非常早期的宇宙中，耦合常数的不均匀性会在所有残余物种中产生调制的大尺度波动，这些波动是由于相互作用和冻结而产生的。此外，（p）暴胀子场的再加热导致调制的曲率起伏。即使标准暴胀子涨落被抑制，在这幅图中，我们也可能得到完全由预热期间耦合常数的调制空间变化产生的纯曲率宇宙学涨落。

预热与引力波在大场山峰式膨胀中的研究

Preheating and gravitational waves in large-field hilltop inflation

本文研究了在大场正则化山峰势中膨胀结束后预热和引力波的产生，通过线性扰动理论和晶格模拟分析了波动模式的共振行为，发现波动未呈指数增长。

非均匀相变引起的宇宙学扰动

Cosmological perturbations from an inhomogeneous phase transition

本文讨论了暴胀模型中产生度规扰动的一种机制。在退耦扇区中，光标量场的长波长不均匀性会引起低能有效作用量中耦合和质量的超视界涨落。宇宙学上的相变可能会在空间中不同时发生，但在不同的哈勃斑片中会有时间滞后，这是由长波长的不均匀性引起的。这里考虑了一个有趣的模型，其中宇宙学扰动可能在电弱相变中产生。结果表明，相变可能是非高斯性的一般来源。

早期宇宙的斑图形成

Pattern Formation in the Early Universe

表现出斑图形成的系统通常是受驱动的和耗散的。在早期宇宙中，参数共振可以驱动爆炸性粒子的产生，称为预热。如果粒子不稳定，那么填充的场就会量子力学地衰减。因此，在预热期间，存在驱动耗散系统。我们以前已经表明，斑图形成可以发生在二维的自耦合暴胀子系统进行参数共振。在本文中，我们提供的证据斑图形成更现实的初始条件下，在二维和三维。在单场的情况下，我们有一个新颖的解释，这些模式可以被认为是一个网络的域墙。我们还表明，模式是时空的，导致一个独特的，但可能是低振幅的峰值在引力波频谱。在一个双场模型的背景下，我们讨论了把来自共振的能量转化为宇宙学尺度上的模式，特别是为了解释在100 h^{-1}Mpc时观测到的过剩能量，但为什么在没有一段预热后暴胀的情况下，这似乎是不可能的。最后，我们注意到我们的模型与DCC衰变的模型相似，因此斑图形成也可能发生在RHIC和LHC上。

反反应与宇宙涨落的参量共振

Backreaction and the Parametric Resonance of Cosmological Fluctuations

本文研究了一类双场暴胀宇宙模型λ <$^4/4 + g^2χ ^2 <$^2/2，在这类模型中，再加热初始阶段的参数共振会导致宇宙学涨落的振幅呈指数放大.采用分析参数和数值模拟，我们确定的时间在背景场上的波动的反作用关闭的指数增长，利用哈特里近似，并包括标量度量扰动。对于g^2/λ=2的情况，我们发现，除非暴胀持续时间很长，否则预热后的涨落幅度将超过观测上界，而与λ的值无关。当g^2/λ>=8时，宇宙学涨落是可以接受的小。我们还发现，χ场自相互作用的加入可以限制涨落的增长，并且在负耦合的情况下，系统可以有效地变为单场，消除共振。

暴胀与电弱对称性破缺

Inflation and Electroweak Symmetry Breaking

提出宇宙电弱对称性破缺模型，将暴胀与电弱破缺能标关联，利用平移对称性保护希格斯质量，并通过希格斯自共振预加热产生CMB。该模型与自然暴胀相似，并给出在标准电弱理论中的实现途径。

引力、参数共振与混沌暴胀

Gravity, Parametric Resonance and Chaotic Inflation

我们研究了非线性引力效应影响暴胀后预热期的可能性。我们的工作是基于非齐次爱因斯坦场方程的数值解，并且没有微扰近似。我们施加的一个限制是将不均匀性限制在单个空间方向上。我们比较我们的结果微扰计算和解决方案的非线性场方程在一个刚性（未扰动）时空，以隔离引力现象。我们考虑两种类型的初始条件：只有一个模式的场扰动有一个非零的初始振幅，和所有的模式开始与非零振幅。在这里，我们专注于预热以下的膨胀驱动的标量场与四次潜力。我们确认了从刚性背景中的非线性场方程获得的预热的广泛图片，但引力效应对两组初始数据的动力学有可测量的影响。刚性时空的结果预测，一个单一的初始激发模式的振幅迅速下降后，共振结束，而在相对论的情况下，振幅大致恒定。与所有的模式最初激发，最长的模式在模拟中的增长更迅速地在相对论计算比刚性背景。然而，我们没有看到与原始黑洞形成有关的那种引力坍缩的证据。这里描述的数值代码很容易扩展到更复杂的共振模型，我们将在未来的研究。

暴胀预加热的广义模型：振荡与对称性

Generalized Models for Inflationary Preheating: Oscillations and Symmetries

研究近似共形对称及其二次破缺下的暴胀再加热模型，通过非线性振荡解、Hill 方程和稳定性图揭示宇宙膨胀使参数共振更不稳定的新机制。

原始黑洞形成与宇宙QCD相变中的重r过程元素合成。早期宇宙的不均匀性两个方面

Primordial black-hole formation and heavy r-process element synthesis from the cosmological QCD transition. Two aspects of an inhomogeneous early Universe

研究探讨了原始黑洞在宇宙黑暗时代和暗物质候选中的作用，以及QCD相变对原始黑洞形成和重r过程元素合成的影响。