Extra Dimensions and Varying Alpha
我回顾最近的限制和声称检测的时变精细结构常数$α$。我们的结果是一致的，没有变化$α$从重组时代到今天，并限制任何这样的变化小于约4%。即将进行的MAP和普朗克实验将能够打破$α$和其他宇宙学参数之间目前存在的大部分简并，并测量早期宇宙中的$α$，其精度与目前声称的最近宇宙探测相当。
2002-07-05 astro-ph gr-qc hep-ph
Is it e or is it c? Experimental Tests of Varying Alpha
时变精细结构“恒定”$α$的最新证据是否可解释为变化的$e$、$c$、$\hbar$或其组合？我们认为最简单的变化的电荷和变化的光速理论（VSL），并证明，对于同一类型的暗物质，他们预测相反的意义上的变化$α$在宇宙学的时间。我们还表明，不同的$e$理论，VSL理论不预测违反弱等效原理（WEP）。解释不同$α$的天文学推论的不同$e$理论预测的WEP违反仅比现有的Eötvös实验限制小一个数量级，但可以通过STEP进行决定性的测试。最后，我们展示了一组原子钟和相关的实验，{ \it所有}（双曲线）不同的$α$理论预测非零的结果。他们对最近的天文学证据进行了独立的检验。
2002-02-20 astro-ph gr-qc hep-ph
Linearized Bekenstein Varying Alpha Models
我们研究了最简单的一类Bekenstein型变$α$模型，其中两个可用的自由函数（势和规范动力学函数）泰勒展开到线性阶。这种类型的任何现实模型都可以简化为当前某个时间间隔的此类模型。然而，我们发现，没有这样的模型是与所有现有的观测结果一致的。我们讨论了这些研究结果的可能影响，特别是澄清模棱两可的声明（经常在文献中发现），“韦伯的结果是不一致的Oklo”。
2004-02-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Varying alpha, mass generation and extra dimensions
我们考虑的耦合强度和质量比的变化和超越标准模型，在质量产生的各种机制。在四维统一模型中，带电粒子阈值、轻夸克质量和电子质量的变化可以完全改变Δ ln α和Δ ln μ之间的（可检验的）关系，其中μ等于m_p/m_e。在额外的维模型的紧致化规模低于基本规模是不同的，明确的预测可能会导致即使没有统一，我们研究了一些模型与Scherk-Schwarz超对称性打破。
2003-10-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Time-Varying alpha and Particle Physics
我们认为，模型中的精细结构常数的可观察到的变化是由宇宙标量场的运动来解释的，是不稳定的重整化下，需要大量的微调，不能用任何已知的机制来解释。
2002-01-09 astro-ph hep-ph hep-th
Varying Alpha Monopoles
我们研究静态磁单极子在不同的α理论的背景下，并表明，有一组模型的特胡夫-Polyakov解决方案仍然是有效的。然而，在一般情况下，静态的磁性磁共振解决方案在不同的α理论偏离经典的t 'Hooft-Polyakov解决方案的电磁能量集中在核心播种精细结构常数的空间变化。我们表明，等效原理的约束施加严格的限制，允许的变化，由磁单极子，这证实了难以产生显着的大规模空间变化的精细结构常数在以前的工作中发现的α。即使在磁单极子是这些变化的来源的最有利的情况下，这也是正确的。
2005-09-28 astro-ph hep-ph hep-th
Qualitative Analysis of Universes with Varying Alpha
假设一个弗里德曼宇宙的发展与幂律的比例因子，$a=t^{n}$，我们分析的方程系统的相空间，描述了一个随时间变化的精细结构“常数”，$α$，在贝肯斯坦-山特维克-巴罗-Magueijo概括的广义相对论。我们对$α(t)$在不断膨胀的宇宙中的所有可能行为进行了分类，并找到了新的$α(t)$的精确解.我们找到了所有$n$的相空间中的吸引子点。一般来说，$α$是时间的非减函数，在膨胀以尘埃为主（$n=2/3$）的时期内，$α$随时间递增，但当$n>2/3$。这包括负曲率支配（$n=1$）的情况。当扩展比例因子按指数增加时，$α$也迅速趋于恒定。一组一般的条件建立$α$成为渐近常数在后期的膨胀宇宙。
2002-07-02 astro-ph gr-qc hep-ph
A Simple Varying-alpha Cosmology
我们调查的宇宙学后果的一个简单的理论，其中电荷$e$是允许的变化。该理论是局部规范和洛伦兹不变量，并满足广义协变性。我们发现，在这个理论中的精细结构“常数”，$α$，几乎保持不变的辐射时代，经历了小的增加，在物质时代，但接近一个恒定的值时，宇宙开始加速，因为存在一个积极的宇宙学常数。这个模型满足了几何、核合成和CMB对$α$随时间变化的约束，同时拟合了观测到的加速宇宙和最近的类星体光谱中小$α$变化的高红移证据。该模型还对暗物质的性质提出了具体的限制。进一步的测试，涉及恒星光谱和Eötvös实验，建议。
2001-11-14 astro-ph gr-qc hep-ph
Runaway Domain Wall and Space-time Varying alpha
最近的空间以及时间变化的精细结构常数α已被报道。我们表明，“失控畴壁”，这是出现的标量场潜力没有最小值，可以同时考虑到这样的变化。时间变化是由失控电位引起的，空间变化是由畴壁的形成引起的。该模型与当前的宇宙学数据是一致的，可以通过未来的实验来检验等效原理。
2011-03-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum Effects of a Spacetime Varying alpha on the Propagation of Electrically Charged Fermions
时空变化的精细结构常数α（x^mu）可以在与带电费米子相关的洛伦兹破坏标准模型扩展（SME）的某些系数中产生量子校正。量子修正依赖于精细结构常数的时空梯度d_mu α。涉及费米子的洛仑兹破坏算符产生于对量子电动力学（QED）顶点函数和费米子自能的单圈修正。g^（lambda mu nu）和c^（mu nu）项分别在O（d_mu alpha）和O[（d_mu alpha）^2]处生成。这样产生的g^（λ μ nu）项在顶点和自能上是不同的，这代表了辐射引起的规范不变性的破坏。
2012-10-14 hep-ph hep-th
Varying Alpha in a More Realistic Universe
本文利用球坍落模型研究了在演化的球超密度中精细结构常数$α$的时空演化。我们表明，它的值维里化区域内将显着大于在低密度背景宇宙。因此，考虑到宇宙的不均匀演化，对于正确比较河外和太阳系对$α$和其他常数可能的时间变化的限制和观测至关重要。宇宙学背景中的$α$随时间的变化不会在维里化的超密度（就像我们所处的超密度）中产生局部可观测到的变化，这解释了天体物理学和地球化学观测之间的差异。
2003-12-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Composition-dependent long range forces from varying m_p/m_e
我们涉及到可能的宇宙学变化的质量比μ \equiv m_p/m_e和精细结构常数α的长程成分依赖力介导的标量场。在厄特沃斯型实验中，微分加速度η的界小于10^{-14}，除非在一个或多个标量耦合消失的情况下。我们考虑这些耦合的值可以从统一理论中产生。通过考虑标量场对宇宙学能量密度的贡献，我们使用eta的界限来确定μ和α当前变化率的上限。
2006-08-04 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraining PCP Violating Varying Alpha Theory Through Laboratory Experiments
本文研究了变α理论中宇称和电荷宇称破坏相互作用的含义。由于这种相互作用，当光子通过强背景磁场时，其偏振状态可以改变。我们计算了电磁波的旋光率和偏振面的椭圆率，并与不同的实验结果进行了比较。我们的模型包含一个PCP违反参数$β$和α变化的尺度$ω$。通过分析实验室的实验数据，我们发现我们的模型参数的最严格的约束是$1\leq ω\leq 10^{13} GeV^2$和$-0.5\leq β\leq 0.5$。我们还发现，在现有的实验输入参数，这是非常困难的，在不久的将来检测的椭圆率。
2011-11-13 hep-ph
Reconstructing the dark energy equation of state with varying alpha
重建的暗能量状态方程的精细结构常数的变化的可能性进行了研究的一类模型中的quintessence场是非最小耦合到电磁场。对于给定类别的耦合和精粹相互作用势，通常发现，测量α的变化需要在至少$5 \times 10^{-7}$的精度内，以获得与红移0和3之间的真实状态方程偏差小于20%的重构状态方程。在这种情况下，有人认为可以通过重建来发现状态方程一阶导数的符号，从而提供有关宇宙如何发展到目前独立于高红移测量的暗能量主导阶段的独特信息。这些信息将补充超新星加速探测器预期的未来观测。
2004-03-30 astro-ph hep-ph
Bouncing Universes with Varying Constants
我们调查的行为，确切的封闭弹跳弗里德曼宇宙在理论上与不同的常数。我们表明，最简单的BSBM变α理论导致一个弹跳宇宙。alpha值单调增加，在每个周期的大部分时间内保持近似恒定，但在每次反弹时显著增加。当耗散被引入时，我们表明，在每个新的周期中，宇宙膨胀的时间更长，尺寸更大。我们发现一个类似的效果，封闭的弹跳宇宙在Brans-Dicke理论，其中$G$也单调变化的时间从一个周期到另一个周期。类似的行为也发生在不同的光速理论中。
2004-06-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Gauge-Invariant Perturbations of Varying-Alpha Cosmologies
使用规范不变的形式主义，我们推导并解决扰动宇宙学方程的BSBM理论的变化精细结构的“常数”。我们计算的精细结构常数，$\frac{δα}α$在小尺度和大尺度上相对于哈勃半径的非均匀扰动的时间演化。在辐射主导的宇宙中，$α$中的小不均匀性在大尺度上会减小，但在小于哈勃半径的尺度上，它们会经历稳定的振荡。在尘埃占主导地位的宇宙中，$α$中的小的非均匀扰动在大尺度上将变得恒定，在小尺度上它们将随着$t^{2/3}$而增加，$\frac{δα}α$将跟踪$% \frac{δρ_{m}}{ρ_{m}}$。如果膨胀加速，如在$Λ$或五重态主导相的情况下，$α$中的不均匀性将在大尺度和小尺度上减小。$α$中的扰动幅度将比物质或辐射扰动的幅度小得多。我们还提出了一个数值研究的非线性演化的球形不均匀性的辐射和尘埃宇宙通过比较的演变与时变$α.$这些简单的模型的各种局限性进行了讨论。
2003-04-14 astro-ph gr-qc hep-ph
Nielsen-Olesen vortex in varying-alpha theories
我们考虑贝肯斯坦理论的孤立子解，其中由于存在遍布真空的介电场，允许精细结构常数$α=e^2/(4π\hbar c)$发生变化。更具体地说，我们研究了变化的$α$对具有U（1）电磁规范对称性的复标量场的自发对称性破缺的影响。我们发现这个理论的涡解，类似于尼尔森-奥尔森涡。靠近涡核的电荷通常比远离弦的大得多，使这些弦具有超导的味道。一般来说，电介质场用整体弦包络覆盖通常的局部弦。我们讨论了这种弦网络的宇宙学意义，特别强调它们产生非均匀重组的能力。我们还考虑了电介质是带电自由场的可能性。即使这样一个场的真空是微不足道的，我们发现电介质以局部弦的形状排列自己，在核心处具有量子化的磁通量--大概是从底层的尼尔森-奥尔森涡旋借用这些拓扑特征。
2001-03-30 astro-ph hep-ph
Varying alpha from N-body Simulations
我们研究了Bekenstein-Sandvik-Barrow-Magueijo（BSBM）模型的精细结构常数α的空间和时间变化，借助于全N体模拟，该模拟明确地和自洽地解决了驱动α演化的标量场。我们专注于暗物质晕内的标量场（或等效的α），发现标量场的轮廓基本上是独立的BSBM模型参数。这意味着，给定孤立晕的密度分布和标量场的背景值，我们可以精确地确定该晕中的标量场扰动。我们还推导出一个解析表达式的标量场扰动使用Navarro-Frenk-White晕配置文件，并表明，它同意以及与数值计算结果，至少对于孤立的晕;对于非孤立的晕，这种预测不同于数值计算结果的（几乎）恒定的偏移取决于环境的晕。
2010-09-07 astro-ph.CO hep-ph
Observational Constraints on Varying-alpha Domain Walls
我们考虑的可能性，目前提示的空间变化的精细结构常数在高红移，VLT/UVES和凯克/HIRES观测的基础上，可能是由一个有偏的畴壁网络所描述的非最小耦合到电磁场的标量场。我们表明，为了负责报告的精细结构常数的空间变化，畴壁网络的能量密度的分数贡献的宇宙应严格限制在范围内$10^{-10} < Ω_{w0} < 10^{-5}$。我们还表明，畴壁动力学应基本上是无摩擦的，使其特征尺度是在目前的哈勃半径的顺序。
2015-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Early-universe constraints on a time-varying fine structure constant
高维理论有一个显著的特点，就是预言四维“基本”常数对宇宙学时间尺度的时间依赖性（因此也就是红移）。在本文中，我们更新了BBN（z =10^10）和CMB（z=10^3）时精细结构常数α可能变化的界限。使用最近发布的高分辨率CMB各向异性数据和4He和D原始丰度的最新估计，我们没有发现任何时期超过一个西格玛水平的变化α的证据。
2001-06-18 astro-ph hep-ph hep-th
Analysing the Effect on CMB in a Parity and Charge Parity Violating Varying Alpha Theory
本文详细研究了我们最近提出的宇称和电荷宇称（PCP）破坏变化α模型对宇宙微波背景（CMB）光子通过星系团内介质（ICM）的影响。众所周知，ICM由磁化等离子体组成。根据我们的模型，由于非平凡的标量光子相互作用，CMB的偏振和强度会受到影响，当穿越ICM。我们已经计算了这种偏振和强度的演变集体，被称为斯托克斯参数的CMB光子在其旅程通过ICM和测试我们的结果对后发星系团的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）测量。我们的模型包含一个PCP违反参数，$β$，和α变化的尺度$ω$。利用推导出的对Coma团的光子-标量转换几率${\bar P}_{γ\rightarrow ϕ}$的约束条件，在参考文献[1]中，[34]我们在（$ω,β$）参数平面中发现了等值线图。在这个参数空间中的$β=0$线对应于充分研究的麦克斯韦-狄龙型模型，其具有$ω\gtrapprox 6.4 \times 10^{9}$ GeV的下限。通常，随着$β$的绝对值增加，$ω$的下限也增加。我们的模型一般预测修改的CMB极化与非平凡的依赖于奇偶违反耦合参数$β$。然而，在这项特殊的研究中，它是不受约束的。我们表明，这种效果原则上可以检测到在未来的测量CMB偏振，使$β$也可以受到约束。
2012-02-15 astro-ph.CO hep-ph
alpha :a constant that is not a constant?
我们审查的观测信息的恒定性的精细结构常数α。我们发现，对^{187}Re寿命测量的微小改进可以在探索类星体数据所暗示的变率范围方面提供重大进展。我们还讨论了时变α对恒星结构和演化的影响。我们发现对古老恒星的放射性年代测定可以提供一个新的观测窗口。
2002-07-18 astro-ph hep-ph nucl-th
Varying Alpha Generalized Dirac-Born-Infeld Models
我们研究了一类Dirac-Born-Infeld模型的宇宙学后果，并评估了它们作为最近宇宙加速候选者的可行性。该模型包括两个滚动快子场和广义Chaubergin气体模型作为特定的限制，和唯象这些都提供了一个可能的机制，从其典型的（宇宙学常数）值的暗能量状态方程的值的偏差。场相关的潜在的滚动快子的特征也导致的精细结构常数$α$的变化，这意味着该模型可以约束标准的宇宙学探测和天体物理测量的$α$。利用最新的低redshfit数据和来自原子钟和弱等效原理实验的局部约束，我们的分析表明，对于滚动快子和Chaubergin分量，暗能量状态方程的两种可能的偏差分别被约束为$\log_{10}{(1+w_0)_V}<-7.85$和$\log_{10}{(1+w_0)_C}<-0.85$，都在$95.4\%$置信水平上（尽管后者取决于先验的选择，以我们量化的方式）。或者，势的无量纲斜率上的$95.4\%$置信水平界限为$\log_{10}λ<-5.36$。这证实了先前的分析，即在这些模型中，电位需要非常平坦。
2021-01-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Search for Time Variation of the Fine Structure Constant
本文描述了一种利用类星体光谱研究精细结构常数α可能的时间或空间变化的方法，它提供了一个数量级的灵敏度增益。应用该技术的30个吸收系统的样本，跨越红移0.5 < z< 1.6，获得与凯克一号望远镜，我们得出的限制在很大范围内的时代的变化。对于整个样本，Delta（alpha）/alpha = -1.1 +/- 0.4 x 10^{-5}。该偏差主要由z > 1处的测量值决定，其中Delta（alpha）/alpha = -1.9 +/- 0.5 x 10^{-5}。对于z < 1，Delta（alpha）/alpha = -0.2 +/-0.4 x 10^{-5}，与其他已知约束一致。虽然这些结果与随时间变化的α一致，但需要进一步的工作来探索数据中可能存在的系统误差，尽管仔细的搜索迄今尚未发现任何误差。
1998-12-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraints on Field Theoretical Models for Variation of the Fine Structure Constant
最近的理论观点和观测结果表明，精细结构常数α可能是可变的。我们研究了一系列的模型，其中α是一个标量场的函数。具体来说，我们考虑三种情况：振荡的α，单调的时间变化的α，和时间无关的α是空间变化的。我们研究宇宙学观测，粒子探测器实验和“第五种力量”实验对这些理论的约束。这些约束是非常强大的模型涉及振荡，但不能竞争的界限从欧克陆次核反应堆的模型与单调的时间变化的α。一个特殊的模型与空间变化是一致的，所有目前的实验和观测测量，包括那些从两个看似矛盾的测量精细结构常数使用多多重态方法的吸收线。
2004-03-18 astro-ph hep-ph
