Ghost-free 2-form fields in cosmology: implications for gravitational parity violation
Rikkyo University（立教大学）；Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology（东京都立产业技术短期大学）
本文提出了一种无鬼的2形式场理论，通过场重定义消除宇称破坏项，并展示了在势能中存在宇称破坏项时，可生成手性引力波。
2025-12-19 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology of a Heisenberg fluid
我们考虑的情况下，宇宙的全球几何是由非线性费米子服从海森堡动力学驱动。
2016-07-28 gr-qc
Fermions in Hybrid Loop Quantum Cosmology
这项工作开创了混合圈量子宇宙学（LQC）中原始费米子微扰的量子化。我们考虑一个狄拉克场耦合到一个空间平坦的，均匀的，各向同性的宇宙学，来源于一个标量暴胀子，并把狄拉克场作为一个扰动。我们描述的不均匀性，这个领域的创造和湮灭变量，选择承认一个单一的演变，如果狄拉克费米子被视为一个测试场。相反，考虑到完整的系统，我们截断其作用在二次扰动阶，并构建一个规范的制定。特别是，这意味着，在模型的全局汉密尔顿约束中，齐次扇区的贡献用二次微扰项进行了校正。然后，我们采用混合LQC的方法来计算完整的模型，结合均匀几何的循环表示与Fock量化的不均匀性。我们假设一个玻恩-奥本海默模型的物理状态，并显示如何获得一个薛定谔方程的量子演化的扰动，时间的作用是由均匀的暴胀子。我们证明，由此产生的狄拉克场的量子演化确实是酉的，尽管事实上，基本的均匀几何已经量子化。值得注意的是，在这样的演化中，费米子场耦合到均匀几何的量子矩的无限序列。此外，我们的费米子微扰演化的Fock真空是薛定谔方程的精确解。最后，我们详细讨论了费米子场在整体哈密顿约束下引入的量子反作用。为了完整性，我们的量子研究包括从一开始（规范不变）标量和张量扰动，在以前的作品中研究。
2017-09-07 gr-qc
Asymptotic diagonalization of the fermionic Hamiltonian in hybrid loop quantum cosmology
我们利用混合圈量子宇宙学的自由度，分裂几何场和物质场的自由度，从而建立一个具有良好量子性质的物质场的量子场论。我们研究这个问题，在一个膨胀，平坦的宇宙学与非均匀扰动，并集中讨论狄拉克场，最低限度地耦合到宇宙学背景，并作为一个扰动。在截断扰动中最低非平凡阶的作用之后，必须为物质内容定义正则变量，为此通常采用混合均匀背景和扰动的正则变换。这些可能的定义中的每一个都与对完整系统的哈密顿量的不同物质贡献相关联，一般来说，完整系统可能包含类创生变量和类湮灭变量的二次项，以及随后的费米子粒子和反粒子对的产生和毁灭。我们确定的费米子正则变量的选择，其中的相互作用部分的哈密顿量可以忽略不计，如所需的大粒子/反粒子波数的渐近制度。最后，我们研究了这种选择的量子动力学，对量子态施加总的哈密顿约束，并假设它们的引力部分不受费米子的存在的显着影响。这样，我们得到了一个薛定谔方程的费米子自由度的量子期望值的几何，导致渐近对角海森堡关系和Bogoliubov演化变换，在相关的正常有序哈密顿没有分歧。
2019-04-01 gr-qc
Backreaction of fermionic perturbations in the Hamiltonian of hybrid loop quantum cosmology
我们讨论的自由度在混合回路量子宇宙学定义规范变量的物质内容，并调查这是否可以用来推导出一个量子场论具有良好的性能的物质部门。我们研究了一个原始的，暴胀的，宇宙学时空的非均匀扰动在最低的非平凡的顺序，并把我们的注意力集中在最小耦合狄拉克型费米子扰动的贡献。在混合量子化的框架内，我们分析了均匀背景和非均匀扰动的不同可能的分离，通过混合两个分离的扇区的正则变换。这些可能性提供了一系列湮灭和创生类费米子变量，它们中的每一个都对总哈密顿量有不同的相关贡献。在所有情况下，施加量子约束并引入玻恩-奥本海默近似，我们可以导出波函数的费米子部分的薛定谔方程。由此产生的演变原来是产生的，对于每个允许的变量选择，由一个版本的费米子贡献的哈密顿量，这是通过评估所有的依赖于齐次几何在量子期望值。这个方程包含一个项，它编码了费米微扰对均匀扇区量子动力学的反作用。我们通过解决相关的海森堡演化的费米子湮灭和创建运营商来分析这种反反应。然后，我们确定的条件，这些运营商的选择必须满足，以导致有限的反作用。最后，我们讨论了进一步的限制，这种选择，使费米子哈密顿决定薛定谔动力学是密集定义在福克空间。
2018-10-01 gr-qc
Production of fermions in models of string cosmology
在弦论宇宙学模型中，自旋为1/2的费米子和引力子在介子驱动的暴胀阶段通过量子涨落放大的标准机制产生，这种现象被高度抑制。与预期相反，引力伴子的引力产生对弦宇宙学模型的约束与对其他模型的约束类似。
2000-02-16 gr-qc hep-ph hep-th
The effective gravitational action of a massless chiral fermion and the absence of parity-odd contributions
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）
通过BPHZL重整化方案，证明在四阶引力子场下无质量左手费米子的重整化引力有效作用中不存在奇宇称贡献，并得出其等于狄拉克费米子引力作用的一半。
2026-10-30 gr-qc hep-th
Cosmology of fermionic dark energy coupled to curvature
提出一种由费米子驱动并通过非零费米子双线性型期望值与曲率耦合的宇宙学模型，使其早期符合ΛCDM而晚期由新相互作用项主导。
2023-06-08 gr-qc hep-th
Effective action and decoherence by fermions in quantum cosmology
本文发展了费米子宇宙模型中单圈无边界态的形式。我们用它来计算暴胀子场的约化密度矩阵，通过追踪费米自由度，得到了费米有效作用量和标准退相干因子。我们发现，紫外发散的尺寸正则化将导致不一致的密度矩阵。相反，通过费米子变量的非定域Bogoliubov变换将这些发散抑制到零，这导致一致的密度矩阵。由此产生的退相干程度小于玻色子场的情况。
1999-01-20 gr-qc hep-th
Fermions in a Walecka-type cosmology
在宇宙学场景中研究了一个简化的Walecka型模型。该模型包括费米场、标量场和矢量场作为源。结果表明，它们的相互作用，发生在罗伯逊-沃克度规，可能是负责在早期宇宙的加速-减速时期和当前的加速制度的过渡。还讨论了费米子场作为宇宙早期和晚期加速区促进者的作用。
2012-01-13 astro-ph.CO gr-qc
Parity violation in primordial tensor non-Gaussianities from matter bounce cosmology
本文研究物质弹跳宇宙学中的原初张量非高斯性，发现非动力学耦合下其振幅仍小于慢滚暴胀情形，引入动力学耦合后可增强非高斯性并有望通过宇宙微波背景实验检验。
2024-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology constrains gravitational four-fermion interaction
该研究探讨挠率引发的引力四费米子相互作用，发现其常规轴-轴部分与平坦/闭合宇宙的FLRW宇宙学不符，而反常矢-矢相互作用或可解决此矛盾。
2024-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Complete background cosmology of parity-even quadratic metric-affine gravity
本文研究了曲率、挠率和非度规二次型度量-仿射引力的宇宙学，导出修正的Friedmann方程并发现两个特殊分支，同时提供了适用于SymPy等平台的完整方程组。
2024-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Massive fermion production in nonsingular superstring cosmology
我们研究了非奇异超弦宇宙学中自旋为1/2的大质量费米子的产生，考虑了对超弦有效作用量的单圈量子修正。虽然在无质量的极限下没有创造发生，但大质量的费米子可以通过存在依赖于时间的频率来产生。由于在模驱动阶段哈勃膨胀率的增加，费米子的数量继续增长，直到优雅退出点，之后费米子的产生随着哈勃膨胀率的降低而停止。
2001-03-14 astro-ph gr-qc hep-ph
Fermi-bounce cosmology and the fermion curvaton mechanism
通过引入一个在高能尺度下发生BCS凝聚的费米子场，可以得到非奇异的弹跳宇宙学。本文通过释放辐射态和凝聚态之间的相变附近的能能量密度来稀释反弹附近的各向异性应力。为了解释几乎标度不变的CMB谱，需要另一个费米子场。我们研究了一种可能的曲率机制，即在没有凝聚的情况下，当质量比背景场轻时，两个费米子场相互作用。我们表明，凭借费米子曲率机制，我们的模型可以很好地满足最新的宇宙学观测，和费米子物种可能会实现一个宇宙学的跷跷板机制后，微调模型参数。
2014-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Poincare gauge theory of gravity: Friedman cosmology with even and odd parity modes. Analytic part
本文在庞加莱引力规范理论的框架下提出了一个宇宙学模型。引力拉格朗日量的曲率和挠率是二次的。在我们的特定模型中，拉格朗日量包含（i）线性和二次的曲率标量$R$和曲率伪标量$X$（包括$RX$项）以及（ii）挠率{ \it向量} $\cal V$和挠率{ \it轴向}向量$\cal A$（包括${\cal V}{\cal A}$项）中的二次部分。我们一般表明，在二次PG模型中，我们有几乎相同数量的奇偶守恒项（“世界”）和奇偶违反条款（“影子世界”）。这为引力与物质和反物质的耦合提供了宇宙学的新视角。我们的特殊模型概括了Shie-Nester-Yo（2008）和Chen等人相当现实的“扭转宇宙学”。（2009年）。利用正交上标架和Lorentz联络的Friedman型近似，我们导出了PG的两个场方程的显式形式，并详细讨论了它们的一般结构。特别地，第二场方程可以被简化为用于弯曲件$R(t)$和$X(t)$的一阶常微分方程。包括这些以及从第一场方程和曲率定义获得的某些关系，我们提出了一个适合于数值计算的一阶方程组。这是推迟到第二，本文的数字部分。
2010-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamics of Brans-Dicke cosmology with varying mass fermions
本文研究了具有与BD标量场耦合的费米子和自相互作用势的Brans-Dicke理论的宇宙动力学。得到了存在稳定的、代表宇宙后期加速膨胀的解的条件，即一旦存在，质量可变的费米子在宇宙演化过程中就不可能完全消失。结果表明，如果我们的研究仅限于正BD参数$ω$的理论，则晚期加速完全依赖于费米场的自相互作用。如果允许负的$ω$，则存在另外两类描述宇宙后期加速膨胀的稳定解。
2010-08-31 astro-ph.CO gr-qc
Thermal fluctuations in Einstein-Cartan-Sciama-Kibble-Dirac bouncing cosmology
本文研究了Einstein-Cartan-Sciama-Kibble引力理论中大反弹宇宙学中由热涨落引起的宇宙学扰动。我们表明，这样的扰动不能有一个标度不变的频谱，如果费米子物质最低限度地耦合到扭转张量宏观平均为自旋流体，但有一个标度不变的频谱，如果狄拉克形式的费米子物质的自旋张量被使用。
2011-12-31 astro-ph.CO gr-qc
Fermi-bounce Cosmology and scale invariant power-spectrum
利用广义相对论与费米子场的非平凡耦合，我们发展了一个非奇异的弹跳宇宙学。由于费米子的负能量密度贡献，通常的大爆炸奇点得以避免。我们的理论是没有幽灵的，因为产生反弹的费米子算子等价于没有动力学项的扭转。物理系统由标准的广义相对论加上引力的拓扑扇区，以及用非最小耦合的狄拉克场描述的费米子物质组成。我们表明，在收缩阶段产生的标度不变的功率谱可以恢复通过适当的选择费米子数密度和裸质量，从而提供了一个可能的替代方案的通货膨胀的情况。
2014-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology of strongly interacting fermions in the early universe
鉴于人们对早期宇宙中产生原初黑洞的长程标量力越来越感兴趣，我们详细研究了宇宙学中费米气体与标量场相互作用的广义相对论表述。我们的主要发现是，汤川相互作用导致的解决方案，标量场振荡周围的零费米子质量和所有的能量密度衰减的辐射。一方面，我们表明，如果费米气体开始相对论，它可以保持相对论。另一方面，如果费米子一开始是非相对论性的，那么它们在所有的实际用途中仍然是非相对论性的。我们发现，在这两种情况下，费米子和标量场的能量密度作为辐射衰减。在非相对论的情况下，这是由于振荡和衰减的有效质量。这样的背景动力学问题是否有一个实质性的增强费米子密度波动在非相对论性的情况下。我们的工作可以很容易地扩展到更一般的场依赖费米子质量。对宇宙学扰动的分析将在后续工作中提出。
2021-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Match Made in Heaven: Linking Observables in Inflationary Cosmology
University of Nottingham（诺丁汉大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Institute for Basic Science（韩国基础科学研究院）
研究早期宇宙可观测量是否独立，发现膨胀扰动理论中奇偶性奇 sector 中的可观测量并非独立，通过动态陈-西蒙斯引力理论推导出三阶关联函数的表达式，将其表示为双阶谱的二次组合。
2026-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Could Fermion Masses Play a Role in the Stabilization of the Dilaton in Cosmology?
我们研究了费米子质量对其有效势的贡献使膨胀子稳定的可能性。我们考虑四维中的膨胀引力作用，我们增加了一个狄拉克费米子的质量项。这样的作用量描述了在耦合超引力/超杨-米尔斯作用量的杨-米尔斯扇区中，膨胀子与费米子的相互作用，在额外的空间维度被固定后，它作为超弦理论的低能有效作用量出现。如果我们在爱因斯坦坐标系中工作，那么膨胀子通过这个场的通常指数因子与费米子质量项耦合，该指数因子乘以物质拉格朗日的非动力学项。在爱因斯坦坐标系中费米子作用的动力学部分，伸缩子不进入。这样的质量可以通过几种方式产生：它们可以作为内部空间维度的通量的结果产生，它们可以在早期宇宙的准静态阶段作为热费米子质量产生，它们将在后期超对称性破缺后产生。真空对膨胀势的贡献被评估为两个循环。结果表明，对于合理的参数值范围，可以稳定膨胀的最小值。
2008-12-27 astro-ph gr-qc hep-ph
