Parametric Amplification of Gravitational Fluctuations During Reheating
我们证明,宇宙学扰动可以在膨胀后的预热期间通过参数共振进行放大,即使在大于哈勃半径的尺度上,也不会违反因果关系。为了确定不稳定性的强度,对引力和物质波动的统一描述至关重要。为了在再加热过程中提取振荡暴胀子场的特定特征,必须关注一个描述度量波动的变量,该变量在暴胀的标准分析中是恒定的。当在没有自耦合的大质量暴胀子的情况下这样做时,我们发现在再加热过程中,超视界模式没有额外的增长,超出了通常对波动增长的分析所预测的。然而,对于一个无质量的自耦合暴胀子,引力势的值有一个初始的增加,这可能导致不同的观测预测。
1998-09-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational waves from self-resonance during reheating with a quantum-corrected inflaton potential
The University of Tokyo(东京大学);Shiv Nadar Institution of Eminence (Deemed to be University)(希夫纳达尔卓越学院(视为大学));RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN(理化学研究所交叉理论数学科学中心(iTHEMS));Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所)
研究暴胀子势的量子修正对预热动力学及引力波谱的影响,通过分析α吸引子T模型及晶格模拟计算谱,发现其信号在超高频区,结果或可探测量子修正,提供紫外物理间接信息。
2026-07-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Torsion induced one-loop corrections to inflaton decay and the Stochastic gravitational waves
Universitat de Barcelona(巴塞罗那大学)
研究 torsion 引起的 one-loop 纠正对 inflaton 三体衰变及随机引力波的影响,发现 renormalization scale 依赖性不对称,引力波谱增强不显著,但抑制可能达两序数量级,导致信号移出未来观测灵敏度范围。
2026-04-15 hep-ph hep-th
Going beyond the Standard paradigm of Cosmology: Torsion, gravitational anomalies and inflation without inflaton fields
我回顾了一个弦启发的宇宙学模型,与引力异常目前在非常早期的时代,其中包括一个完全反对称扭转,在(3+1)维是相当于一个赝标量(卡尔布-拉蒙,弦模型独立)轴子场。在前暴胀时代产生的原初引力波(GW)的凝聚后,该模型导致了所谓的运行真空模型(RVM)类型的暴胀,这是在不需要外部暴胀子场的情况下实现的,这是由于非线性破坏了引力理论。该模型为$Λ$ CDM范式提供了一种替代方案,并且在后暴胀辐射时代,在物质谱中具有右手中微子的模型中,也能够诱导宇宙中的物质-反物质不对称性。这样引起的不对称性是由违反洛伦兹对称性的KR轴子背景触发的,该背景是在RVM暴胀期间产生的,作为GW凝聚的结果。这种宇宙学的现代时代被认为是以可观察到的(RVM型)偏离$Λ$ CDM为特征的,具有减轻宇宙学数据中观察到的紧张局势的潜力。
2021-12-27 gr-qc hep-ph hep-th
Brane-world inflation without inflaton on the brane
受兰德尔-桑德拉姆膜世界假设的启发,我们研究了膜世界暴胀的可能性,它不是由膜上的暴胀子场驱动的,而是由一个大块的、类似于质子的引力场驱动的。作为类牛顿引力场的玩具模型,我们考虑了大体积5维时空中的最小耦合质量标量场,并在反德西特(AdS)背景下寻找微扰解.对于一个适当的范围内的标量场质量,我们找到了一个唯一的解决方案,具有非平凡的依赖于第5维坐标,并诱导膜上的慢卷膨胀。
2001-01-26 astro-ph gr-qc hep-th
Pre-heating in the framework of massive gravity
在本文中,我们提出了一个机制,自然预热我们的宇宙通过引入一个暴胀场依赖的质量项的引力波的一个特定类的质量引力理论。对于任何单场暴胀模型,暴胀子在暴胀结束后必然经历振荡相。最近有人指出,如果引力涨落具有与暴胀子相关的质量项,那么在暴胀子振荡阶段,引力波的振幅将出现共振放大。由于参量共振对引力波振幅的极大增强,我们证明了在最小耦合物质场的情况下,宇宙可以自然地经历预再热阶段.因此,在再加热阶段,没有必要在物质场和暴胀子之间引入任何任意的耦合。
2016-07-22 gr-qc hep-th
WIMPs, FIMPs, and Inflaton phenomenology via reheating, CMB and $ΔN_{eff}$
本文分析了暴胀后通过引力与非引力衰变通道的再加热动力学,结合$α$-吸引子模型探讨了暴胀子衰变、CMB功率谱与暗物质产生的联系,揭示了引力衰变在设定暗物质质量上限中的关键作用及FIMP和WIMP的实验现象学影响。
2023-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflaton phenomenology via reheating in light of primordial gravitational waves and the latest BICEP/$Keck$ data
本研究结合PLANCK、BICEP/$Keck$最新数据与原初引力波等约束,针对三种暴胀模型和两种再加热动力学,推导暴胀子参数等物理量的唯象学约束,展现宇宙学观测寻找新物理的潜力。
2023-07-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Particle Production in Gravity Theories with Non-minimal Derivative Couplings
我们研究了暴胀结束后产生的质量为暴胀子质量量级的重X粒子的引力产生。我们发现,在存在的衍生耦合的暴胀场或X-场的爱因斯坦张量,引力产生的粒子的数量被抑制的耦合强度的增加。
2013-07-15 gr-qc hep-th
Primordial Black Holes Arise When The Inflaton Falls
原始黑洞(PBH)由于其在从引力波到暗物质到星系形成等现象中的潜在作用,已经进入了理论宇宙学的前沿。虽然天真地从暴胀波动产生PBH似乎需要暴胀子从其速度在CMB尺度的视界出口处大幅减速,但在这项工作中,我们证明了从远小于e倍的电势中相对较小的向下步骤的加速也会放大波动。根据台阶的位置,这些PBH可以解释暗物质或引力波干涉仪探测到的黑洞。扰动增强有一个自然的解释为粒子生产由于非绝热过渡与步骤。
2021-04-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflaton Decay in Supergravity
我们讨论了超引力中暴胀子的衰变,考虑到引力效应。它表明,如果暴胀子有一个非零的真空期望值,它一般耦合到任何物质场,出现在超势在树的水平,并通过异常的超引力的任何规范部门。通过这些过程,暴胀子一般会衰变到超对称破缺扇区,产生许多引力子。暴胀子也直接衰变成一对引力子。我们得到的限制,以避免过度生产的引力子的通货膨胀模型和超对称性破缺的情况。此外,暴胀子通过顶部Yukawa耦合和SU(3)C规范相互作用自然衰减到可见扇区。
2007-08-17 astro-ph hep-ph hep-th
Computation of Gravitational Particle Production Using Adiabatic Invariants
在暴胀结束时暴胀子质量远大于哈勃膨胀率的情况下,给出了计算标量粒子引力产生的解析和数值方法.这些技术依赖于绝热不变量和典型暴胀子场的时间建模,暴胀子场具有慢和快的时间变化分量。数值积分的更快的计算时间是通过减去缓慢变化的成分,最终指数抑制。快速振荡的残余物通过类似于微扰粒子散射的机制产生质量大于哈勃膨胀率的标量粒子。改进的有效玻尔兹曼碰撞方程描述这种粒子的产生机制。该模型允许计算的频谱只使用绝热不变量,避免了需要明确解决的暴胀子运动方程。
2021-10-17 gr-qc hep-ph hep-th
Gravitational production of matter and radiation during reheating
本文提出仅依靠暴胀子与其他部分的引力相互作用,在再加热阶段通过引力子交换及非最小曲率耦合散射,同时实现暗物质遗迹密度、轻子生成与充分热浴。
2023-09-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational relaxation of electroweak hierarchy problem
本文讨论了电弱层次问题的引力松弛模型。我们表明,修改后的重力可以自然放松的电弱层次问题,保角变换提供了一个重要的规则,什么修改后的重力理论有利于放松电弱层次。保角变换连接了不同的引力理论,重新标度规会极大地改变不同坐标系中的希格斯质量或宇宙学常数等维度参数。当电弱标度由电子标量场或标度参数的动力学和运动行为自然实现时,修正引力理论可以放松电弱层次问题。我们讨论了引力松弛模型的理论和唯象有效性。
2022-06-24 gr-qc hep-ph hep-th
The Inflaton Field as Self-Interacting Dark Matter in the Braneworld Scenario
一个统一的模型是在膜世界范式的背景下,一个单一的标量场既可以作为暴胀子场在非常早期的宇宙,也可以作为强大的,自相互作用的暗物质在后暴胀宇宙。再加热的过程是由于原始黑洞的过度产生和随后的蒸发。观测的限制,特别是从引力波,满足如果PBH形成的概率是足够高的。
2002-04-23 astro-ph gr-qc hep-th
Enhanced Gravitational Waves from Inflaton Oscillons
本研究发现暴胀子碎裂形成的振荡子主导物质后快速衰变会显著增强原初引力波谱,这类低频引力波可被现有探测装置观测,为暴胀物理研究提供独立于CMB的新检验途径。
2023-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Leptogenesis, primordial gravitational waves, and PBH-induced reheating
本文提出通过暴胀子主导背景中形成的原初黑洞蒸发实现轻子生成,并结合引力子散射机制扩大参数空间,指出蓝倾斜原初引力波可为探测PBH诱导再加热与轻子生成提供新途径。
2024-08-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Multi-field formulation of gravitational particle production after inflation
我们研究多场暴胀模型,包含一个非平凡的场空间度量和一个非最小的引力和暴胀部门之间的耦合。在这样的模型中,我们知道即使没有明确的相互作用项,暴胀子扇区也可以由于与引力的非最小耦合而衰变为物质,从而在引力作用下重新加热宇宙。使用Bogoliubov方法,我们评估的引力衰变率的暴胀场标量和费米子,并分析再加热动力学。我们还讨论了如何解释的再热动力学不同,在所谓的约旦和爱因斯坦框架,强调Bogoliubov系数的计算是独立的框架中,其中一个开始。
2015-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
What would we learn by detecting a gravitational wave signal in the cosmic microwave background anisotropy?
暴胀产生引力波,这可能是可观察到的低多极的宇宙微波背景(cmb)各向异性,但只有当暴胀场的变化至少是普朗克尺度的顺序。如此大的变化意味着暴胀模型不可能是标准模型的普通扩展的一部分,结合对波的探测,它也意味着暴胀子场不可能是超弦模之一。可观测到的引力波的另一个含义是潜在的$V^{1/4}=2$到$4\times 10^{16}\GeV$,这比粒子理论所预期的要大几个数量级。它可能出现在混合暴胀模型中,其中大部分能量密度来自大统一理论的希格斯扇区,但前提是希格斯场的真空期望值{ \em和质量}都是这个数量级。
1996-06-20 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial perturbations from slow-roll inflation on a brane
在本文中,我们量子化的Randall-Sundrum型模型的暴胀,暴胀子场被限制在一个单一的膜嵌入在五维anti-de Sitter时空的标量扰动。在高能量区,小尺度暴胀子波动强烈耦合到体质量中的度规扰动,并且引力反作用对子视界尺度上的暴胀子扰动行为具有显著影响。这与标准四维结果相反,在标准四维结果中,引力反作用在小尺度上可以忽略不计。然而,这并没有引起显着的粒子生产,和超地平线尺度上的曲率扰动的功率谱的校正示出被抑制的慢滚参数。我们计算了原始曲率扰动谱的完全一阶慢滚修正。
2007-01-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational dark matter production in Palatini preheating
我们研究预热平台膨胀的广义相对论的Palatini制定,在一个特殊的情况下,类似于希格斯膨胀。先前的研究表明,在这个模型中,振荡的暴胀子场反复返回到平台,这导致了暴胀子粒子的快子产生。我们表明,一个最小的耦合观众标量场可以产生更有效地通过类似的机制。这种机制是纯粹的引力,标量场的质量可以达到$10^{13}$ GeV的量级,比哈勃尺度大许多个数量级,使其成为超重暗物质的候选者。
2021-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Right Handed Neutrino assisted Reheating with Gravitational Waves and Leptogenesis
Chung-Ang University(中央大学);Zewail City of Science and Technology(泽维尔科学技术城);Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
该研究探讨了通过引力波和重子不对称性生成机制,揭示右旋中微子辅助的非即时再加热过程中的宇宙学动态。
2025-12-31 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Parity violating gravitational waves at the end of inflation
本研究探讨暴胀子-矢量耦合导致的宇称破缺引力波产生,模拟反作用并计算至再加热结束的引力波谱。
2023-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Slow-roll corrections to inflaton fluctuations on a brane
暴胀子场的量子涨落,在暴胀期间缓慢滚动,与度规涨落耦合。在传统的四维宇宙学中,我们可以计算标量度规扰动对德西特时空中无质量自由场演化的慢滚修正效应。这给出了众所周知的一阶修正后的场扰动视界出口。如果在一个四维膜嵌入在一个五维体时空的暴胀子波动研究的一阶慢滚,然后我们恢复通常的超视界尺度上的守恒曲率扰动。但在小尺度下,在高能量下,我们发现,体度规扰动的耦合不能忽略,导致小尺度上的真空振荡幅度的修改。这是一个很大的影响,使人们对通常计算膜上暴胀子涨落的可靠性产生怀疑,忽略了它们的引力耦合。
2005-06-13 gr-qc hep-ph hep-th
Inflation and Cosmological Constant
在构造暴胀模型时,人们通常假设引力作用的物质部分与背景的耦合最小。这意味着作用的物质(暴胀子)部分与引力部分的相同度量耦合。我们详细阐述了这一假设,并调查了一些后果。我们假设引力扇区和暴胀子扇区属于不同的单位(或共形标架)。我们证明了这种耦合可以将单场暴胀模型转化为具有混合动力学项的双场暴胀模型。暴胀子的能量-动量张量由于与共形因子的相互作用而不守恒。这就允许两个场之间的能量交换,并为我们提供了一种在暴胀过程中减少大的有效宇宙学常数的机制。
2021-05-24 gr-qc hep-th
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,$10^{-14} \ll g^2 \ll 1$。
1999-06-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Calculations of Inflaton Decays and Reheating: with Applications to No-Scale Inflation Models
我们讨论暴胀子衰变和再加热在无标度Starobinsky类模型的通货膨胀,计算有效的状态方程参数,$w$,在时代的暴胀子衰变,再加热温度,$T_{\rm reh}$,和通货膨胀的e倍,$N_*$的数量,比较分析近似与数值计算。然后,我们说明了这些结果与应用程序的模型的基础上无尺度超引力和激励的通用弦紧化,包括情况下的暴胀子被确定为一个untwisted部门的物质场与直接汤川耦合MSSM领域,暴胀子通过引力强度相互作用衰减。最后,我们使用我们的结果来讨论目前的测量的标量谱指数$n_s$和张量标量扰动比$r$对这些模型施加的约束,将它们转换为对$N_*$,暴胀子衰减率和特定的无标度暴胀模型的其他参数的约束。
2015-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational dynamics in Higgs inflation: Preinflation and preheating with an auxiliary field
在完全广义相对论中研究了由一个希格斯暴胀子和一个附加辅助场组成的模型的预暴胀和预热阶段的动力学。最小耦合辅助场允许参数型共振,成功地将能量从暴胀子凝聚体转移到两个场中的粒子激发。取决于场的相互作用强度,宽的共振周期导致由大的下/过密度组成的结构形成,并且可能形成紧凑的物体。此外,当面对相同的模型,多场非均匀预膨胀,通货膨胀的发病被证明是一个强大的结果。在相对较大的希格斯值下,非最小耦合充当稳定器,保护暴胀子的动力学,并显着减少其他领域和物质部门的扰动的影响。这些研究进一步证实了希格斯膨胀对多场非均匀初始条件的鲁棒性,同时证明了在再加热过程中形成的复杂结构。
2022-07-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Not So Minimal Warm Inflation
Universidad de Granada(格拉纳达大学);Universidade de Coimbra(科英布拉大学)
研究探讨了通过轴子状膨胀子与非阿贝尔规范玻色子耦合的热膨胀机制,分析了观测约束和模型构建限制,指出钟表机制无法生成所需层级,但部分波单位arity界限允许有效描述与观测一致。
2026-08-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from primordial black hole dominance: The effect of inflaton decay rate
本文研究了暴胀后预热阶段原初黑洞的形成与主导机制,利用 KP 形式推导了超轻 PBH 质量分数的精确解析式,并修正了 PBH 主导诱导引力波的估计,为未来引力波探测设定了新目标。
2025-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Of Inflation and the Inflaton
由于场内的引力相互作用,场的组态在普朗克和transplanck尺度下的能量密度有很强的负分量,可以想象会导致transplanck场自由度的隔离。然后量子涨落允许它们隧穿到顺式普朗克组态中,从而引发暴胀和常规观测到的物理学:通过广义相对论的能量约束(H ^2 = ρ/3),量子场论的传播模式在一种几何中响应这些新模式的存在。这种隧穿导致了均匀的几何形状和场结构,这使得我们可以估计暴胀子的质量m=O(10^{-6})和暴胀子凝聚体的振幅\phiav =O(10),两者都符合唯象学。
2010-03-29 gr-qc hep-th
The Decay of the Inflaton in No-scale Supergravity
我们研究了膨胀子在无尺度超引力中的衰减,并表明相对于最小超引力或具有通用Kahler势的模型,由于超引力效应引起的引力相互作用引起的衰减被高度抑制。我们还表明,衰变到引力子被抑制。我们证明,衰变和充分的再加热是可能的,引入一个非平凡的规范动力学项。这个通道可能在无标度超引力中占主导地位,但产生的再加热温度足够低,以避免引力子问题,同时足够高,以进行大爆炸核合成和重子生成。
2007-01-31 astro-ph hep-ph hep-th
Gravitational reheating and superheavy Dark Matter creation after inflation with non-minimal coupling
本文讨论了超重粒子$χ$在暴胀情形下的引力创生,暴胀子$φ$和Ricci曲率$ξφ^2 R/2$之间存在非最小耦合。我们发现,对于大常数$ξ>> 1$,可以有大量的生产粒子$χ$的质量大大超过膨胀哈勃率$H_{infl}$,高达$(a~few) \times ξH_{infl}$,即使他们是共形耦合到重力。我们讨论了两个方案,涉及这些引力产生的粒子$χ$。在第一种情况下,暴胀子与物质扇区只有引力相互作用,粒子$χ$重新加热宇宙。在这幅图中,暴胀子的衰变只归因于宇宙膨胀,并有效地贡献了暗辐射,其可以是可观测的大小。现有的限制暗辐射导致的再加热温度的上限。在第二种情况下,粒子$χ$构成暗物质,如果基本上稳定的话。在这种情况下,他们的典型质量应该在大一统尺度的范围内。
2020-09-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Traversing a kinetic pole during inflation: primordial black holes and gravitational waves
本文研究暴胀期间穿越可积动能极点的模型,说明其可增强原初功率谱并产生原初黑洞与标量诱导引力波,且信号由极点处暴胀子质量量纲决定。
2024-06-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational portals in the early Universe
我们考虑在暴胀后的再加热过程中物质和辐射的产生,将我们的注意力仅限于引力相互作用。所考虑的过程是引力子$h_{μν}$的交换,它参与了新产生的辐射浴中暴胀子或粒子的散射。特别是,我们认为重力生产的暗物质(标量或费米子)的热浴以及从散射的暴胀凝聚。我们还考虑了暴胀子散射产生的引力辐射。在后一种情况下,我们还得到了一个最大温度的下限$10^{12}$ GeV的顺序为一个典型的$α-$吸引子的情况下,从$ϕϕ\rightarrow h_{μν} \rightarrow$标准模型领域(占主导地位的生产希格斯玻色子玻色子)。这个较低的引力边界成为再加热温度的有效最高温度,$T_{\rm{RH}} \lesssim 10^9$ GeV。我们考虑的过程都是最小的,因为它们存在于基于爱因斯坦引力的标准模型理论的任何非最小扩展中,并且不能被忽略。我们比较了这些过程中的每一个,以确定它们在辐射和暗物质产生中的相对重要性。
2022-01-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Electroweak relaxation of cosmological hierarchy
本文提出了一个关于晚期宇宙加速问题的简单模型,它是在裸宇宙学常数为负以及与希格斯玻色子玻色子非最小耦合的Starobinsky暴胀中提出的.在电弱对称性破缺之后,斯塔罗宾斯基暴胀子一直被冻结,直到最近才成为解冻的精华,并且可以在不进行微调的情况下实现与观测到的暗能量密度相当的量级。我们的建议基本上减少了宇宙学常数问题的电弱层次的问题,其后期的行为也符合最近提出的沼泽地标准。
2019-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Formation of inflaton halos after inflation
早期的宇宙可能在暴胀之后和辐射支配开始之前经历了一段长时间的物质主导膨胀。在这样一个时期,地下层密度扰动会因引力而增长,如果持续足够长的时间,就会坍缩成束缚结构。这个阶段和当今宇宙结构形成之间的强烈相似性允许使用N体模拟和晕形成的近似方法来模拟暴胀子凝聚成暴胀子晕的碎片。对于一个简单的模型,我们发现这些晕的质量高达$20\,\mathrm{kg}$,半径为$10^{-20}\,\mathrm{m}$数量级,大约是大爆炸后的$10^{-24}$秒。我们发现,N-体晕质量函数匹配预测的质量峰值补丁方法和Press-Schechter形式主义在预期范围内的尺度。一个长的物质主导阶段意味着再加热和热化发生在一个密度变化很大的宇宙中,可能会改变这个过程的动力学。此外,大的过密度可以产生引力波,并可能导致原始黑洞的形成。
2021-03-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Enhanced primordial gravitational waves from a stiff post-inflationary era due to an oscillating inflaton
本文研究暴胀后振荡暴胀子驱动的刚性阶段对原初引力波的增强效应,发现高阶标量势可避免共振碎裂,使引力波信号增强至爱因斯坦望远镜可观测水平,并可用于确定暴胀能标、再加热温度和势能形状。
2024-10-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axion Inflation in Type II String Theory
在N=1超对称的IIB型紧化的背景下讨论了由大量轴子场驱动的暴胀模型。在紧致几何中,暴胀子作为R-R双形式的标量模出现在消失双圈上。消失的周期被解决的小的两个体积或NS-NS B-场,坐在一起的同一超多重态的暴胀子。弦世界表包裹消失的循环纠正R-R膨胀的度量。它们可以帮助产生接近普朗克尺度的动力学项,以及在暴胀期间轴子和它们的非轴子伙伴之间的质量等级。在小弦耦合下,D-膜修正在R-R暴胀子的度规中是次要的。然而,一个轴子势可以由D1瞬子或D5膜上的高吉诺凝聚产生。具有足够大数量的轴子的模型允许混沌暴胀区域,这种区域可以延伸到整个轴子场范围,以获得来自高根诺凝聚的势。这些模型可以允许可能检测到的张量与标量比高达r<0.14的引力波。
2008-02-06 astro-ph hep-ph hep-th
Sound Speed Resonance of Gravitational Waves in Gauss-Bonnet-coupled inflation
本文证明了在Gauss-Bonnet耦合暴胀中,暴胀子振荡引起的张量模式声速阻尼振荡会导致引力波共振放大,并指出该信号可被SKA、DECIGO和BBO等实验探测。
2024-12-20 gr-qc hep-ph hep-th
Inflationary Birefringence and Baryogenesis
十年前,第一个基于暴胀的轻子生成模型被提出,其中暴胀子场的复相位携带轻子数。如果暴胀子场是一个轴子,它可以通过耦合到引力波和规范场。陈-西蒙斯不变量由于这些耦合,双折射引力和规范原始扰动在暴胀过程中产生轻子不对称,建立了非零TB宇称违反极化互相关和轻子生成之间的可能联系。我们还讨论了这些模型的一个子集的前景可以直接源圆(V模式)偏振的CMB。
2016-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large Tensor-to-Scalar Ratio in Small-Field Inflation
我们发现,密度扰动种子的暴胀子可以被抑制时,有额外的光自由度有助于生产的扰动。暴胀子涨落通过调制暴胀周期的长度来影响光场动力学,从而在后暴胀时代产生额外的密度扰动。这种扰动可以抵消在暴胀期间产生的扰动,因为两者都源自相同的暴胀子波动。这使得小场暴胀可以产生大的引力波,而暴胀子场漂移的Lyth限制通常禁止这种暴胀。我们还发现,当暴胀子引起的扰动被抑制时,场的束缚被光标量所取代,从而给出了适用于总场空间的广义Lyth束缚.
2013-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves from Preheating in M-flation
矩阵暴胀(Matrix inflation),或称M-暴胀,是一个由弦论激发的暴胀模型,它有三个标量场矩阵和规范场,在$\mathbf{U}(N)$规范群的伴随表示中。其中一个$3N^2$标量场作为有效膨胀子出现,而其余的场(标量场和规范场)在膨胀期间和之后的预热场中可以起到等曲率场的作用。在参数空间和初始场值中有一个区域,即“山顶区域”,在那里模型的预测与最近的普朗克数据非常兼容。我们表明,在这个山顶区域,如果暴胀结束在超对称真空,该模型可以有一个嵌入的预热机制。预热模式的耦合与充气自耦合有关,因此可以从CMB数据中得知。通过晶格模拟进行辛积分,我们数值计算的引力波的功率谱的预热阶段后M-膨胀。初步数值模拟的频谱从多预热场峰值在GHz频段的振幅$Ω_{\mathrm{gw}}h^{2} \propto 10^{-16}$,表明该模型具有具体的预测超高频重力波探头。这个特征可以用来区分这个模型和其他的暴胀模型
2014-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pseudo-Nambu-Goldstone Boson Production from Inflaton Coupling during Reheating
本文研究再加热阶段暴胀子经导数耦合产生 pNGB,计算一般衰变率并以 PQ 径向模式暴胀产生轴子为例,指出其可形成非热残余与暗辐射信号。
2024-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational wave signatures of post-fragmentation reheating
本文研究暴胀子弱耦合情形下先碎裂后完成再加热的动力学,计算了刚性状态方程阶段和碎裂过程对引力波谱的贡献,发现碎裂信号在特定频段占主导,并指出该机制可产生 Hz 至 GHz 频段的特征引力波,有助于未来探测器区分暴胀后情景。
2024-09-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A unified geometric description of the Universe: from inflation to late-time acceleration without an inflaton nor a cosmological constant
我们提出了一个由引力理论产生的宇宙学模型,它具有一个无限高的高阶曲率不变量,可以再现宇宙的整个演化:从暴胀到晚期加速,而不需要调用暴胀子或宇宙学常数。这个理论是爱因斯坦式的。弗里德曼-勒迈特-罗伯逊-沃克度规的场方程是二阶的,并且可以再现与低红移时宇宙学常数提供的加速度一致的晚期演化。我们的研究结果迫使我们重新解释暗能量的本质,成为一种完全继承自时空几何的机制。
2022-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Simple Equations for Cosmological Matter and Inflaton Field Interactions
本文研究了一个简单的宇宙暴胀后再加热的模型,在这个模型中,一个代表物质的基本上非均匀的标量场耦合到一个基本上均匀的标量暴胀子场。通过这种耦合,决定暴胀子场演化的势变得依赖于时间。因此,参数共振的频率变得依赖于时间,使得再加热过程特别有效。包括引力场在内的所有场,最初都是通过各自的均匀性或不均匀性来展开的。仅采用这种展开的最低阶,我们空间平均,并引入所有独立的平均值作为新的变量。这导致了一个层次的方程的空间矩的领域和他们的衍生物。一个小的扩展参数允许截断到最低阶,产生一个封闭的系统的5耦合非线性一阶微分方程。对于抛物势,物质场和暴胀子场的能量密度从暴胀结束时开始相互混沌振荡,直到它们达到极小的值。在这一过程中,两者之一的平均优势期不断增加。我们讨论,这可能会提供一个线索的解决方案的巧合问题。对于墨西哥帽势,我们可以很容易地得到和理解动力学对称破缺。
2003-03-03 hep-th
Inflaton decay and reheating in nonminimal derivative coupling
研究了具有混沌势的非最小导数耦合(NDC)模型中暴胀子的衰变和暴胀结束后的再加热期。一般来说,这个模型是已知的,以提供一个增强的慢滚膨胀所造成的重力增强摩擦。我们发现哈勃参数的剧烈振荡引起声速平方的振荡,这意味着在共动规范$φ=0$下曲率微扰$ζ$的拉格朗日不稳定性.同时,还证明了曲率扰动在$\dotϕ=0$处爆炸,导致共动规范在$\dotϕ=0$处崩溃.因此,我们使用牛顿规范进行微扰分析,其中牛顿势被用作物理变量。曲率扰动不被认为是描述再加热过程中相关扰动的物理变量。
2016-07-01 gr-qc hep-th
Quantum Cosmology and the Inflationary Spectra from a Non-Minimally Coupled Inflaton
本文计算了暴胀子-引力系统正则量子化后的Mukhanov-Sasaki方程的量子引力修正。我们的方法,这是基于Born-Oppenheimer分解的惠勒-德维特方程,以前被应用到一个最小的耦合暴胀。在这篇文章中,我们研究的情况下,一个非最小耦合暴胀,特别是,诱导引力的情况下也进行了讨论。最后,在de Sitter背景下导出了暴胀微扰的量子演化方程。此外,时间的引入的问题得到解决和一个广义的方法,相对于用于最小耦合的情况下,示出。这样一个广义的方法可以应用到宇宙波函数时,通过玻恩-奥本海默分解,我们把它分解成一个部分,其中包含的minisuperspace自由度和另一个描述的扰动。
2019-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The everpresent eta-problem: knowledge of all hidden sectors required
我们认为,超重力暴胀中的eta问题不能解决,如果不知道的基态的引力耦合到暴胀的隐藏部门。如果隐藏扇区独立地打破超对称性,那么在暴胀子的宇宙学演化过程中,它的场就不能稳定。我们表明,随后的动态混合部门之间以及隐藏部门的最轻的质量设置的超对称性破缺的隐藏部门的规模。真正的宇宙学η参数来自于隐藏扇区最轻模与暴胀子的线性组合。一般来说,要么真实的eta与暴胀子扇区单独隐含的朴素eta有很大的偏差,要么必须考虑多场模型。只有当隐藏扇区中最轻的质量远大于暴胀子质量,并且暴胀子质量远大于隐藏扇区超对称破缺的尺度时,隐藏扇区对暴胀子慢滚动力学的影响才可以忽略。
2011-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining Reheating Temperature, Inflaton-SM Coupling and Dark Matter Mass in Light of ACT DR6 Observations
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
结合ACT DR6等数据,通过α-吸引子暴胀模型和两种再加热机制,求解玻尔兹曼方程约束再加热参数,并分析引力产生的暗物质质量范围。
2026-06-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational waves in $α-$attractors
利用Gong \& Sasaki \cite{Gong:2015ypa}提出的假设$N=N\left(ϕ\right)$的方法,研究了非慢滚动力学下$α-$吸引子模型中的暴胀现象.在这种方法下,我们构造了一类不同于T模型的暴胀子势的局部形状。我们发现这种类型的暴胀的情况下,预测在$n_{s}\sim0.967$和$r\sim0.00055$的吸引子。在我们的方法中,非慢滚暴胀子动力学与$α-$参数有关,该参数是该模型的SUGRA嵌入中Kähler几何的曲率。
2015-12-28 gr-qc hep-th
Gravitational waves from fermion production during axion inflation
我们提出的引力波功率谱的模型中的暴胀子耦合到费米子赝流诱导的解析结果。我们表明,虽然这样的耦合产生螺旋极化费米子,极化分量的所产生的引力波的参数抑制相对于非极化的。我们还表明,与此生产相关的引力波信号的振幅不能超过真空波动放大的标准机制所产生的。我们之前发现,该模型允许这样一种机制,即即使对于陡峭的暴胀子势,所产生的费米子的反反应也允许缓慢的暴胀,并且仍然导致高斯原始标量扰动。目前的分析表明,这一制度也导致引力波信号与当前的界限兼容。
2019-04-23 astro-ph.CO hep-th
Thermal and nonthermal dark matters with gravitational neutrino reheating
本文研究引力产生的中微子再加热宇宙,结合I型跷跷板模型,分析热与非热暗物质产生,并给出再加热状态方程约束及暗物质与跷跷板参数的关联。
2025-03-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph