Failure of the stochastic approach to inflation beyond slow-roll
在给出一个教学回顾后，我们澄清，通货膨胀的随机方法一般是可靠的，只有在零阶（几何）慢滚参数$ε_1$当且仅当$ε_2^2\ll 6/ε_1$，与慢滚显着的例外。这是由于随机$ΔN$形式主义在其标准公式中的失败。然而，通过保持形式主义在其有效性的制度，我们表明，在超慢滚，随机方法的通货膨胀再现的功率谱计算的线性理论的方法。
2019-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ultra Slow-Roll Inflation and the non-Gaussianity Consistency Relation
超慢卷暴胀最近被用来挑战非高斯一致性关系。我们表明，这种通货膨胀的情况属于一个参数类的模型，我们研究它的属性和观测预测。我们证明了功率谱保持尺度不变，双谱是局部类型的fnl=5（3-ns）/4，这确实是一个修改的一致性关系。然而，我们也表明，该系统是不稳定的，并遭受许多物理问题，其中之一是很难正确WMAP规范化的模型。我们的结论是，超慢卷通货膨胀仍然是一个非常特殊的情况下，其物理相关性可能不足以质疑的一致性关系的有效性。
2012-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gauge invariant backreaction in general single field models of inflation
在一般的单场暴胀模型中，我们考虑了长波长标量涨落对一类自由落体观测者观测到的有效膨胀率和物态方程的影响。在以前的工作中，我们表明，对于一个自由的大质量暴胀没有反反应观察到的一些限制。在本文中，我们推广了我们以前的结果的有效性的情况下，一个任意的自相互作用的暴胀势，工作到二阶的宇宙学扰动理论和所有的顺序慢卷近似。对于这些一般的暴胀模型，我们还证明了自由落体观测者与暴胀子场共动观测者的等价性。
2013-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Decoupling Survives Inflation: A Critical Look at Effective Field Theory Violations During Inflation
我们研究了有效场论方法的有效性和暴胀过程中重场的解耦。考虑模型的通货膨胀，其中暴胀子耦合到一个沉重的（超哈勃）自由度最初在其真空状态，我们发现，违反解耦是不存在的，除非有一个故障的慢滚条件。接下来，我们允许暂时离开通货膨胀导致一段时间的非绝热性期间，有效场论方法是已知的失败。我们发现事件的局部性和能量守恒导致重场效应的大小有一个严格的界限。我们讨论了功率谱和非高斯性的影响，并评论与最近的多场暴胀模型的动力学研究的连接。我们的研究结果进一步激发了使用有效场论方法来表征宇宙暴胀，并集中在膨胀过程中的额外自由度的可观测性的问题，以接近哈勃尺度或以下-预期从威尔逊的解耦和自然的概念。
2012-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Potential reconstruction from general power spectrum in single-field inflation
我们提出了一种新的方法来重建，在正则单场暴胀，暴胀子势直接从原始的功率谱可能会显着偏离近标度不变性。我们的方法依赖于一个更广义的慢滚近似比标准的，可以探测的暴胀子潜在的可靠性。我们给出了几个重构势的例子，并讨论了我们方法的有效性。
2021-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large power spectrum and primordial black holes in the effective theory of inflation
我们研究了产生一个大的功率谱，必要的原始黑洞的形成，在有效的单场膨胀理论。我们考虑的机制包括一个过渡到一个幽灵般的通货膨胀阶段和情况下，指数增长的模式是暂时turnedon.In的情况下，我们讨论的，在功率谱的增强的结果，无论是在一些有效的耦合或修改的色散关系的扰动的迅速变化，而背景演变保持不变，并在整个通货膨胀近似德西特。由于弱破缺的伽利略对称性，保证了结果的鲁棒性，这保护了有效耦合免受大的量子校正。我们讨论了如何增强的功率谱与弱破伽利略不变性的运营商的能量标度，并研究了强耦合和微扰展开的有效性所施加的限制。
2022-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Keeping an Eye on DBI: Power-counting for small-$c_s$ Cosmology
产生原始涨落的暴胀机制最终将它们计算为导数展开中的主要贡献，校正由导数的幂控制，如哈勃尺度对普朗克质量的幂：$H/M_p$。从表面上看，对于具有小声速$c_s$的模型，这种导数展开会分解，以至于$c_s \ll 1$是通过使像$\mathfrak{L}_{\rm eff} \sim (\partial Φ)^4$这样的高导数相互作用与低导数传播竞争而获得的。对于拉格朗日量作为$X = -\partial_μΦ\partial^μΦ$的函数$P(X)$给出的模型--尤其包括$P(X) \propto \sqrt{1-kX}$--的DBI模型，由于这些模型保持$\partial Φ$中的所有顺序，而对于$n > 1$则丢弃$\partial^n Φ$，因此这种关注更为普遍。我们在这里找到一个明智的DBI模型的功率计数计划，提供了一个控制扩展的权力的三种类型的小参数：$H/M_p$，慢滚参数（可能）和$c_s \ll 1$。我们没有找到一个类似的扩展框架通用小型$c_s$或$P(X)$模型。我们的幂计数结果量化了任何预测的理论误差（例如暴胀相关函数），通过固定这些小参数的领先功率，当不计算所有图形时（例如通过限制到经典近似），这是与观测进行有意义比较的先决条件。新的功率计数机制的出现是因为小$c_s$改变了自由涨落的运动学，改变了低能时相互作用的尺度，特别是允许$1-c_s$大于像$(H…
2019-10-11 gr-qc hep-ph hep-th
Reconstructing inflationary potential from NANOGrav 15-year Data: A robust study using Non-Bunch Davies initial condition
本文提出一种模型无关的框架，利用非Bunch-Davies初始条件从NANOGrav 15年数据重构单场慢滚暴胀势，发现支持蓝倾张量功率谱的参数空间及势的拐点行为，并验证了EFT处方的有效性。
2024-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Numerical study of inflationary preheating with arbitrary power-law potential and a realization of curvaton mechanism
在暴胀预热期间，暴胀子场中储存的能量迅速转化为其他熵场的激发。这一阶段的特点是由于参数共振而产生指数粒子，并且众所周知难以使用解析方法进行分析。我们发展了一个详细的数值模拟来研究暴胀子的潜力是一个幂律函数与任意的幂指数时的暴胀预热。为了实现一个成功的优雅退出从一个原始的暴胀阶段到一个平滑的，振荡的阶段，在预热过程中，我们假设暴胀子潜力减少到一个二次函数的红外制度，这可能被视为在低能量尺度的质量项。通过这种简化，我们的数值方法可以应用于非常规的混沌暴胀模型。为了证明其有效性，我们数值分析了受弦论启发的轴单值暴胀的预热阶段。通过微扰分析，我们的结果表明，原初曲率微扰的功率谱可以由熵场的涨落而不是暴胀子的涨落所支配，这可以看作是曲率机制通过预热过程的一种特殊实现.
2018-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Rolling axions during inflation: perturbativity and signatures
赝标量场$X$在暴胀期间的运动自然地引起与其耦合的规范场的显著放大。放大的规范场可以产生特征标量和张量的原始扰动。几个现象学的影响已经讨论的情况下，其中（i）$X$是通货膨胀，和（ii）$X$是一个不同于通货膨胀的领域，在通货膨胀期间经历了暂时的加速。在第二种情况下，可见源引力波（GW）可以在CMB尺度下产生，而不影响标量扰动，即使膨胀的尺度比产生可见真空GW信号所需的尺度低几个数量级。微扰性的考虑可以用来限制这些结果在微扰控制下的制度。我们修改了最近声称的情况（i）的限制，我们将这些考虑扩展到情况（ii）。我们表明，在这两种情况下，这些限制是满足的应用程序产生的信号在CMB规模。在小得多的尺度上产生引力波和原始黑洞的应用是在这种微扰分析的有效性的极限，所以我们希望这些结果是有效的，可能一阶修正。
2016-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On Adiabatic Renormalization of Inflationary Perturbations
讨论了绝热重整化对暴胀标量和张量扰动功率谱的影响。我们发现，绝热正则化是模糊的，因为它会导致非常不同的结果，对于不同的绝热减法计划，无论是在范围$v\equiv k/(aH) \gsim 0.1$和红外制度。所有这些方案在远紫外线$v\gg 1$中一致。因此，我们认为，在远红外区，$v\ll 1$，绝热膨胀不再有效，和非重整化光谱的物理，可测量的量。这些发现使人们对最近在文献中提倡的在视界出口处进行绝热减法（$v=1$）来确定暴胀扰动谱的有效性产生了怀疑。
2009-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Soft Metric Fluctuations During Inflation
本文利用有效场论方法证明暴胀期间超视界标量和张量度规涨落的全阶守恒，并阐明该守恒源于对称性与幂次计数，且对圈修正及重场耦合保持鲁棒。
2025-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Self-Consistent Dynamics of Inflationary Phase Transitions
暴胀宇宙的物理学要求研究弯曲时空中量子场的非平衡演化。我们通过非微扰大N极限结合半经典引力动力学（包括新的暴胀场景中量子涨落自洽的反反应）来呈现几何和物质（由量子暴胀场描述）的演化。我们提供了一个标准的经典近似的有效性和充分的分析的情况下，亚稳量子涨落驱动的标度因子的演变。在仔细确定的条件下，我们表明，全场方程可以很好地近似为一个单一的复合领域，它服从经典的运动方程在所有情况下。德西特阶段被发现是由一个物质为主的阶段。我们计算的标量密度扰动的频谱，并认为，spinodal不稳定性是负责的“红色”光谱，在较长的波长具有更多的权力。这些模型的有效性提供了一个标准，并与重建程序建立联系。
1997-07-24 astro-ph gr-qc hep-ph
New constraints on axion-gauge field dynamics during inflation from $Planck$ and BICEP/Keck data sets
我们使用最新的$Planck$（PR 4）和BICEP/Keck 2018数据发布，在暴胀期间对旁观者轴子- ${\rm U}(1)$规范场相互作用提出了新的约束。这个模型可以从放大的规范场涨落中获得张量扰动，这种涨落是由在暴胀过程中几个e折叠的轴子滚动驱动的。以这种方式产生的引力波具有强烈的尺度依赖（和手征）光谱，对CMB的大/中尺度$B$模式具有潜在的可见贡献。首先，我们推导出理论上的边界模型施加有效性的微扰制度和可忽略的背景动力学上的规范场的反作用。然后，我们确定从当前CMB观测的界限，采用频率主义的轮廓似然方法。我们研究了模型参数的典型选择的约束行为，分析了不同数据集组合的影响。我们发现，观测的界限是竞争与理论的，他们一起排除了模型的参数空间的一个重要部分。我们认为，参数空间仍然是大的和有趣的未来CMB实验针对大/中尺度$B$模式。
2022-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A generalized method of constraining Warm Inflation with CMB data
针对暖暴胀标量功率谱难以表示为$k$函数、无法直接接入CAMB与CosmoMC/Cobaya进行MCMC约束的问题，提出一种无需慢滚近似的广义转换方法，适用于复杂耗散系数和暴胀子势。
2024-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Heavy fields, reduced speeds of sound and decoupling during inflation
我们讨论和澄清有效的单场论的有效性，通过整合出重度的自由度的制度，绝热扰动传播的抑制声速的通货膨胀。我们通过构造表明，在暴胀背景下，声速仍然受到抑制，慢卷持续足够长的时间，这确实是可能的。在这类模型中，重场影响绝热模式的演变的方式是一致的物理低和高能量的自由度去耦。我们强调等曲率模式的有效质量和传播的高能量模式的本征频率之间的区别。至关重要的是，我们发现，定义高频模式的质量间隙随着转向的强度而增加，即使天真的重（等曲率）和轻（曲率）模式变得更强耦合。绝热性始终保持不变，导出的有效场论保持在弱耦合状态，满足了对所得原始功率谱的所有当前观测约束。此外，这些模型允许一个显著大的等边非高斯性。
2012-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary Magnetogenesis without the Strong Coupling Problem II: Constraints from CMB anisotropies and B-modes
最近的观测声称磁场强于$10^{-16}$ G在河外介质激发了新的期待其起源的暴胀磁成因模型。在这项工作中，我们将审查最简单的规范不变模型$f^2(ϕ)F_{μν}F^{μν}$的暴胀磁的约束，并表明，在参数空间的最佳区域的各向异性约束来自感应双谱，由于产生的电磁场，产生最强的约束。在这个模型中，只有在低至$10^{-2}$ GeV的暴胀能量尺度下，一个非常精细的调谐方案才能解释空洞磁场的观测结果。这些研究结果是一致的，最近衍生的模型独立的限制。然而，如果BICEP 2探测到原始张量模被证实，则排除了低尺度暴胀的可能性。假设张量标量比$r=0.2^{+0.07}_{-0.05}$的BICEP 2索赔的有效性，我们提供了最新的约束暴胀磁。在Mpc尺度上，暴胀产生的最大允许磁场强度小于$10^{-30}$ G。
2014-07-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A universal constraint on axion non-Abelian dynamics during inflation
本研究针对暴胀期间轴子与非阿贝尔规范场的Chern-Simons耦合，发现规范场自相互作用及非线性耦合显著重整化模函数，并通过对传播子施加微扰性得到与强反作用估计相竞争的普适参数约束。
2024-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The limits of lattice inflation: a cautionary tale
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Astrophysics Group, Cavendish Laboratory（卡文迪许实验室天体物理学组）；Kavli Institute for Cosmology（卡弗里宇宙学研究所）；Arnold Sommerfeld Center, Ludwig-Maximilians-Universität（路德维希-马克西米利安大学阿诺德·索末菲中心）；Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）
本文指出宇宙学晶格模拟中忽略度规扰动会导致超视界模式无法冻结，从而扭曲暴胀可观测量，并提出了基于一阶度规扰动的有效性判据。
2026-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Analysis of General Power Counting Rules in Effective Field Theory
本文导出了$\mathsf{d}$维量子有效场论的一般计数规则。规则是有效的强耦合和弱耦合的理论，并预测，所有的动能条款规范化。他们确定的EFT扩展的有效性范围内的散射截面的能量依赖性。我们表明，横截面的大小是控制的$Λ$功率计数的EFT，而不是手征计数，即使是手征微扰理论（$χ$ PT）。将$Λ$和$f$之间的关系推广到$\mathsf{d}$维。我们表明，朴素维数分析$4π$计数与$\hbar$计数有关。EFT计数规则适用于$χ$ PT，低能弱相互作用，标准模型EFT和希格斯EFT的非平凡的情况。
2016-09-09 hep-ph
What do WMAP and SDSS really tell about inflation?
我们从WMAP的3年数据中结合Sloan亮红星系巡天得到了哈勃函数H（phi）和暴胀势V（phi）的新约束（SDSS-LRG），使用一种新的方法，该方法似乎比最近的大多数文献更通用，保守和模型无关，因为它既不依赖于慢滚近似，也不依赖于超出可观测e-折叠范围的势能的任何外推方案，也不依赖于关于暴胀子速度的初始条件的附加假设。最后一个特征代表了这项工作的主要改进，并且通过在V（phi）之前重建H（phi）而成为可能。我们的结果仅依赖于这样的假设，即在对应于~ 10个e-折叠的可观测范围内，暴胀没有中断，并且函数H（phi）足够光滑，可以在一阶、二阶或三阶进行泰勒展开。我们的结论是，由数据所允许的各种潜力仍然很大。然而，很明显，前两个慢滚参数确实很小，而超过它们的慢滚扩展的有效性还没有建立。
2007-10-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Renormalising NN scattering: is power counting powerless?
NN散射理论与零程相互作用的重正化检查使用截止正则化，其中截止被带到无穷大，维正则化（DR）与最小减法，和DR与功率发散减法。在无限截止极限下，功率计数失效：势函数中不同阶次的项对散射振幅的贡献是相同阶次的。最小减法确实产生了系统的扩展，但对于具有不自然的大散射长度的系统，有效性范围非常有限。对于一个有限的截止，行为的耦合作为截止降低表明，一个理论与自然散射长度接近IR固定点。在相应的有效理论中，环路修正可以微扰地处理。相反，如果有一个无限散射长度的系统的红外不动点，它必须是一个非微扰的，没有功率计数。对于这样的系统，功率发散减法似乎产生一个系统的扩展，但与温伯格的不同的功率计数。然而，该计划省略了IR发散条款，否则将导致非微扰行为，因此不动点的解释仍然不清楚。
1998-04-14 hep-ph nucl-th
