Scalar dark matter production from the inflaton
本文在宇宙暴胀的最小设定下，研究了通过直接耦合暴胀子场或纯引力相互作用产生标量暗物质候选者的机制，探讨了结构形成与暗物质等曲率扰动带来的宇宙学约束，并给出了等曲率功率谱的新解析表达式。
2023-09-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
No-scale Brans-Dicke Gravity -- ultralight scalar boson & heavy inflaton
The University of Tokyo（东京大学）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学 Kavli宇宙起源研究中心）；KEK（高能加速器研究机构）；Graduate University for Advanced Studies (Sokendai)（综合研究大学院大学）；Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院 紫江研究院）
该研究提出无尺度布兰-迪克引力理论，通过引入R²项和非最小耦合，实现重暴涨子场，解释暗辐射并支持轻子生成。
2026-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Energy-momentum tensor and helicity for gauge fields coupled to a pseudo-scalar inflaton
研究了通过$g ϕF \tilde{F}/4$耦合到驱动暴胀的赝标量场$ϕ$的规范场的能量动量张量和螺旋度。在背景暴胀子对时间导数为常数的假设下，我们计算了任意耦合$g$值的规范场的能量密度和螺旋度的解析发散项和有限项。我们引入了一个合适的绝热展开的物理状态的规范场，正确地再现紫外发散的平均量，并确定相应的反项的模式功能。我们的计算揭示的准确性和有效性的近似解析估计的能量密度和螺旋度项先前存在于文献中的强耦合制度，即$g \dot ϕ/(2H) \gg 1$。我们讨论的影响，我们的分析计算上的暴胀子演化的量子涨落的反作用。
2022-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Sneutrinos as two inflatons and curvaton and leptogenesis
我们认为，超中微子可以嵌入多场暴胀框架中，其中两个暴胀子和一个曲率子同时对原始涨落做出贡献，这与普朗克和BICEP/Keck 2018对谱指数和张量标量比的当前约束一致。我们还表明，同样的框架也可以解释重子不对称的宇宙通过leptogenesis实现的最轻的sneutrino衰变。我们调查的情况下工作的参数范围，如超中微子质量。特别是，我们表明，张量标量比应大于$10^{-4}$一个成功的情况。
2022-11-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The 750 GeV Resonance as Non-Minimally Coupled Inflaton: Unitarity Violation and Why the Resonance is a Real Singlet Scalar
ATLAS和CMS观测到的750 GeV共振可以用规范单重标量来解释。这将提供一个理想的候选者，作为希格斯暴胀，S暴胀的规范单重标量替代品。在这里，我们讨论的背景下的750 GeV共振的S-暴胀的相关结果。特别是，我们表明，一个单态标量，如果它是真实的，有一个重大的优势，希格斯玻色子在通货膨胀期间的幺正性违反。这是因为可以将膨胀所需的大的非最小耦合$ξ\sim 10^5$限制到实单态标量，而所有其他标量都具有$ξ\sim 1$。在这种情况下，幺正性破坏的尺度$Λ$比暴胀期间的暴胀子场大得多。这保护了暴胀子有效势不受新物理或强耦合的修改，这是恢复么正性所必需的，否则将使基于标准模型物理的微扰有效势失效。这与希格斯暴胀或基于复杂单重标量的模型的情况相反，其中暴胀期间的幺正性破坏尺度小于暴胀场或与暴胀场的量级相同。因此，如果750 GeV的共振是暴胀子，它必须是一个非最小耦合的实单重标量。
2016-09-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Parity violation in the Cosmic Microwave Background from a pseudoscalar inflaton
如果暴胀子是赝标量，那么它自然地通过与$F_{μν} \tilde{F}^{μν}$的类轴子耦合与规范场相互作用。通过这种耦合，滚动暴胀子产生了规范场的量子，这些量子又产生了度规扰动的张量分量。由于系统的宇称违反性质，右手和左手张量模式具有不同的振幅。这种不对称性在宇宙微波背景（CMB）中表现为TB和EB关联函数的非零性。我们计算的宇称违反张量模式的振幅，我们讨论了两种情况下，符合当前的数据，宇称违反CMB关联函数将在未来的实验中检测。
2011-06-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Violent Preheating in Inflation with Nonminimal Coupling
本文研究了具有非最小耦合$ξϕ^2R$和四次势$λϕ^4/4$的暴胀模型在预热阶段的粒子产生，包括实标量暴胀、复标量暴胀和阿贝尔Higgs暴胀.我们指出，预热进行得比以前认为的更激烈。如果暴胀子是一个复标量，相位自由度在预热的第一阶段剧烈产生。如果暴胀子是希格斯场，那么纵向规范玻色子的产生也同样剧烈。这是由暴胀子场的时间依赖性中的尖峰状特征引起的，这可以理解为有效势或动力学项突然变化的短时间尺度的结果。所产生的颗粒通常具有非常高的动量$k \lesssim \sqrtλM_\text{P}$。这种产生可能非常强烈，以至于几乎所有的暴胀子能量都在$ξ^2λ\gtrsim {\mathcal O}(100)$的一次振荡中被带走。这可能部分地改变了传统的理解（p）再加热后，膨胀与引力的非最小耦合，如希格斯膨胀。我们还讨论了在预热阶段么正性破坏的可能性。
2017-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
What-if inflaton is a spinor condensate?
在通常的宇宙学暴胀方案中，标量场--暴胀子--通常被假定为基本场。在这篇文章中，我们问：如果标量场是一个旋量凝聚，那么观测到的信号是什么？有没有办法区分正则标量场和旋量凝聚驱动模型？在均匀各向同性的背景下，我们证明了尽管暗旋量（Elko）凝聚导致的加速方程与正则标量场驱动的暴胀的加速方程相同，但两种模型的动力学是不同的.在慢滚限制，我们表明，该模型，预测运行的标量光谱指数与WMAP数据一致。我们发现旋量凝聚和正则标量场驱动模型之间的一致性关系是不同的，这可以通过未来的CMB和引力波任务来检验。
2010-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Isocurvature Constraints on Scalar Dark Matter Production from the Inflaton
本研究针对与暴胀子直接耦合的标量暗物质，结合Starobinsky和T型暴胀模型，推导了等曲率、暗物质丰度及Lyman-α约束，明确了质量与耦合的限制条件，且该约束可推广到多种单场慢滚暴胀模型。
2023-06-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Identifying the inflaton with primordial gravitational waves
我们探索实验物理的能力，揭示引力拉格朗日描述通货膨胀的基本结构。虽然暴胀参数空间的可观测简并很大，但未来对绝热和张量两点函数之外的可观测量的测量，如非高斯或等曲率模式，可能会降低这种简并。我们表明，即使在没有这样的观测，可能的暴胀子潜力的范围可以减少与张量谱指数的精确测量，可能是可能的原始引力波的直接检测。
2011-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Sharp inflaton potentials and bi-spectra: Effects of smoothening the discontinuity
暴胀子势中的尖锐形状经常导致从慢滚的短偏离，这反过来又导致标量功率谱中的标度不变性的偏离。通常情况下，在这种情况下，标量功率谱表现出一系列与模式相关的特征，这些模式在快速滚动之前或期间离开哈勃半径。此外，人们还发现，功率谱在较小的尺度下对应于在后期阶段离开哈勃半径的模式，当慢滚已经恢复时，功率谱变成尺度不变。换句话说，暴胀子势中尖锐形状所产生的短暂偏离慢滚的印记，在标量功率谱中通常是有限宽度的。直觉上，可以想象，标量双谱也可以表现出类似的行为，即，当已经重新建立慢滚时，在小尺度处恢复尺度不变性。然而，在涉及正则标量场的Starobinsky模型（即由斜率突然变化的线性暴胀子势描述的模型）的情况下，已经发现，一个相当尖锐的，虽然很短，偏离慢滚可以在双谱上留下持久和显著的印记。在这种情况下，双谱被发现在小尺度上随波数线性增长，这种行为显然是非物理的。本文研究了Starobinsky模型中不连续性的平滑处理对标量双谱的影响。专注于等边的限制，我们分析表明，更平滑的潜力，双频谱确实变成规模不变，在适当的大波数。我们还证实了分析结果的数值使用我们新开发的代码BINGO。最后，我们就某些相关问题发表几点意见。
2014-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from a tiny bump/dip in the Inflaton potential
暴胀过程中的标量扰动可以被暴胀子势中的微小特征大大放大。一个凹凸状的功能表现得像一个本地的速度断路器，降低标量场的速度，从而局部增强标量功率谱。如果基础暴胀子势$V_b(ϕ)$包含局部校正项，例如在$ϕ=ϕ_0$处的$V_b(ϕ)\left[1+\varepsilon(ϕ)\right]$，则自然出现隆起状特征。在$ϕ_0$中存在这样的局部校正项会导致曲率功率谱中的大峰值，并增强黑洞形成的概率。值得注意的是，这不会显著影响CMB尺度上的标量谱指数$n_{_S}$和张量与标量比$r$。因此，这种模型可以产生更高质量的原始黑洞（$M_{\rm PBH}\geq 1 M_{\odot}$），与“近拐点势”模型形成对比，在“近拐点势”模型中，产生更高质量的黑洞会严重影响$n_{_S}$和$r$。通过适当地选择基势--例如基于弦理论的暴胀（KKLT）或$α$ -吸引子模型--原初标量功率谱的放大可以和$10^7$一样大，这导致原初黑洞（PBH）对今天的暗物质密度$f_{\rm PBH} = Ω_{0,\rm PBH}/Ω_{0,\rm DM} \sim O(1)$有显著的贡献。有趣的是，我们的结果仍然有效，如果隆起被替换为下降。在这种情况下，基础暴胀子势$V_b(ϕ)$包含负的局部校正项，例如在$ϕ=ϕ_0$处的$V_b(ϕ)\left[1-\varepsilon(ϕ)\right]$，这导…
2020-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamical and observational constraints on the Warm Little Inflaton scenario
我们探讨的动力学和观测预测温暖的小膨胀的情况下，目前最简单的实现温暖的通货膨胀内的具体量子场论建设。我们考虑了三种不同类型的标量势的暴胀子，即混沌暴胀与四次单项潜力，希格斯对称性破缺的潜力和非renormalizable高原状的潜力。在每种情况下，我们确定的参数制度，其中的动力学演化是一致的50-60 e倍的通货膨胀，考虑到热修正的标量势，并要求，特别是，直接耦合到暴胀子的两个费米子保持相对论性，并在整个慢-慢过程中接近热平衡。并且温度总是低于潜在的规范对称性破缺标度。然后，我们计算的标量曲率扰动和张量标量比在允许的参数区域的原始谱的属性，并将它们与普朗克数据进行比较，表明这种情况下是理论上和观测上成功的参数值的范围很广。
2018-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lower bound of the tensor-to-scalar ratio $r \mathop{}_{\textstyle \sim}^{\textstyle >} 0.1$ in a nearly quadratic chaotic inflation model in supergravity
研究了超引力环境下近二次混沌暴胀模型的初始条件问题。我们不仅在超势中而且在Kahler势中引入了移位对称破缺。在这个模型中，暴胀子势在普朗克尺度附近的暴胀子场值接近二次，但在更大的场值下偏离二次。因此，对张量标量比的预测可以小于纯二次模型的预测。由于Kahler势中的对称性破缺，暴胀子势在大的暴胀子场值下变得陡峭，这可能会阻止暴胀在封闭宇宙中自然发生。我们估计的位移对称性破缺的大小，使通货膨胀发生在一个封闭的宇宙与普朗克长度的崩溃，这产生了张量标量比，$r \mathop{}_{\textstyle \sim}^{\textstyle >} 0.1$的下限。
2014-10-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Natural-Scalaron Inflation
一个伪南武-戈德斯通玻色子（如类轴子粒子）在理论上是一个很有动力的暴胀子，因为它具有自然平坦的势（自然暴胀）。这是因为戈德斯通定理保护其潜力免受相当大的量子修正。然而，这样的修正一般会在作用量中产生一个$R^2$项，由于$R^2$项与具有准平坦势（斯塔罗宾斯基暴胀）的标量场（标量子）之间的等价性，导致另一个暴胀子候选项。在这里，它是一个新的多场的情况下，标量和伪南武-戈德斯通玻色子是积极的（自然标量暴胀）。一般来说，也包括一个非最小耦合，这是从微观理论出现。它表明，一个强大的暴胀吸引子是存在的，即使当两个暴胀子的质量是可比的。此外，标量子的存在允许在参数空间的大区域内满足所有观测界限，这与纯自然暴胀不同。
2021-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simple Sinflaton-less $α$-attractors
我们构造了超引力中最简单的暴胀$α$ -吸引子模型：它只有一个标量，暴胀子。由于暴胀子属于正交幂零超场，且暴胀子依赖于费米子双线性，因此不存在暴胀子。当局域超对称是规范固定的，这些模型只有一个单一的实标量（暴胀子），一个引力子和一个大质量引力子。在幺正规范的物理谱中，sgoldstino和inflatino都是不存在的。正交条件导致最简单的Kähler潜在的暴胀子，同时保持庞加莱盘几何的$α$ -吸引子。在$\overline {D3}$引起的几何膨胀的框架中，模型特别简单。
2019-01-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effects of the imaginary inflaton component in supergravity new inflation
当新的暴胀模型在超引力中实现时，暴胀子是一个复杂的而不是一个真实的标量场。由于复标量场具有两个独立分量，新暴胀的超引力模型自然是两个场模型。在本文中，我们使用的Δ N形式主义来分析如何修改通常的单场预测的两个字段的行为。我们发现，该模型减少到单场极限，如果暴胀子质量项是足够小的。另外，虚暴胀子分量减小了标量曲率扰动的振幅A_s和谱指数n_s。然而，扰动仍然接近高斯，并且约化的双谱f_NL太小而无法观察到。
2013-11-12 astro-ph.CO hep-ph
The DBI Action, Higher-derivative Supergravity, and Flattening Inflaton Potentials
在弦论的紧化中，通常会找到一个非正则动力学项的标量场的有效拉格朗日量。研究了II型D $p$ -膜的标量位置模的有效作用量.在许多情况下，动力学项实际上被一个与标势本身成比例的项所修正。这可能与更高维的超对称算子的出现有关，这些算子修正了凯勒势。我们确定了超对称的8维运营商描述的D-膜狄拉克-玻恩-因菲尔德行动捕获的$α'$校正。我们的分析，然后允许嵌入的D-膜模有效的行动到一个$\mathcal N = 1$超重力配方。如果标量之一是暴胀子，势相关动力学项的影响可能非常重要，因为它们导致标量势的平坦化。我们详细分析了这种平坦化效应，并计算了它对单场暴胀的CMB观测量的影响。
2016-06-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation without an Inflaton
提出无需标量场（暴胀子）的暴胀新机制，由 de Sitter 时空驱动，通过二阶张量效应产生标量扰动，并自然过渡至辐射主导相结束暴胀。
2024-12-18 astro-ph.CO hep-th
Inflaton Production of Scalar Dark Matter through Fluctuations and Scattering
本文研究暴胀子与稳定标量暗物质 $χ$ 间的 Planck 抑制耦合，量化涨落、散射及参数共振对残余密度的影响，并给出放宽质量与再加热温度约束的参数区间。
2024-06-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation without an Inflaton III: non-Gaussian signatures
Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Cairo University（开罗大学）；ICC, University of Barcelona（巴塞罗那大学天文研究中心）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究学院）；Dipartimento di Fisica e Astronomia Galileo Galilei, Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学伽利略·伽利莱物理与天文学系）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；INAF-Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；Università di Pisa（比萨大学）
研究无 inflaton 框架下原初非高斯性，通过引力波生成标量扰动，计算标量 bispectrum 并发现其依赖于紫外截止，非高斯性在 CMB 尺度上极小。
2026-03-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Inflaton Portal to Dark Matter
我们认为暴胀子是暗区的一部分，并与标准模型相互作用的可能性，通过门户网站与重复杂的标量场在平衡与标准模型在高能量的相互作用。暴胀子和暗物质被封装在一个单一的复杂的领域和两个标量部门下不同的（近似）全球U（1）的收费，这样的暗物质，以及可见的赝标量被认为是相对较轻的，作为伪南武-戈德斯通玻色子的理论。暗物质遗迹密度由通过暴胀子入口的冻结产物填充。特别是，在再加热后，由于普朗克对暗四次耦合的严格约束，暴胀子衰变产生的暗物质自然被抑制，因此保留了任何初始条件调谐的非热场景。
2017-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Gauge singlet scalar as inflaton and thermal relic dark matter
我们表明，通过增加一个规范单重标量S的标准模型，这是非最小耦合到重力，S可以作为暴胀子和热遗迹暗物质。我们得到了（m_s，m_h）参数空间的允许区域，它给出了与观测界一致的谱指数，并且在不违反真空稳定性或非微扰性约束的情况下产生了观测到的暗物质密度。我们表明，在对比的情况下，希格斯暴胀，一旦量子修正包括光谱指数显着大于经典值（N = 0.966，N = 60）的所有允许的希格斯质量m_h。满足约束条件的Higgs质量范围为145 GeV < m_h < 170 GeV。对于具有大的四次自耦合势的实S标量的情况，S质量位于45 GeV < ms < 1 TeV的范围内，对于较小的势，S质量的上限较小。参数空间的一个区域可以通过h-->SS在LHC上直接搜索，而未来的直接暗物质搜索应该能够显着约束模型。
2009-12-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stochastic Gravitational Waves from Inflaton Decays
由于引力相互作用的普遍性，人们普遍认为在再加热期间，暴胀子随引力子的发射而发生微扰衰变时，会形成随机的引力波（GW）背景。在此之前，文献中只考虑了暴胀子主要衰变为一对轻标量和/或费米子粒子的模型。在本文中，我们专注于与矢量粒子对的情况下，在最终的衰变产物。给出了两种典型的引力暴胀子与矢量场耦合情况下三体引力暴胀子衰变的微分衰变率，并据此预测了它们各自的GW频谱。结果表明，与标量和费米子的情况类似，所获得的GW光谱的频率太高，无法通过当前和不久的将来的GW探测实验观察到，并要求设计一种新的高频GW探测器。
2019-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Power spectra from an inflaton coupled to the Gauss-Bonnet term
我们考虑受弦论启发的高斯-邦纳修正的幂律暴胀。分析了宇宙学扰动的稳定性，得到了允许的参数空间。我们发现，对于GB主导的暴胀紫外不稳定性的标量或张量扰动出现在小尺度上。在势主导的情况下，具有正（或负）耦合的Gauss-Bonnet校正可以导致张量与标量比的减小（或增强）。我们利用WMAP的5年数据对模型参数进行了严格的限制。
2009-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Matter from the Inflaton Field
我们提出了一个模型，暴胀和暗物质发生通过一个单一的标量场φ。在不引入任何新参数的情况下，我们能够使用标量场φ来统一暴胀和暗物质，该标量场φ在早期解释暴胀，而在低能量下给出暗物质WIMP粒子。在暴胀之后，我们的宇宙必须被重新加热，在暗物质出现之前，我们必须有一个长时期的辐射主导。典型的暴胀子在其势能的最小值附近振荡时衰变。如果暴胀子衰变不完全或不充分，那么暴胀子在再加热后的剩余能量密度必须被微调，以给出正确数量的暗物质。这里的一个基本特征是，暗物质-Inflaton粒子是在低能量下产生的，没有微调或新的参数。这个过程使用与暴胀子衰变相同的耦合g。一旦场φ变得非相对论性，它将像任何WIMP粒子一样解耦，因为n_phi是指数抑制的。暗物质的正确数量决定了横截面，我们在耦合$g$和质量为φ的$m_o$之间有一个约束。我们提出的统一方案有四个自由参数，其中两个是由四次项的暴胀参数λ和质量m_o给出的标量势V（φ）。另外两个参数是暴胀子phi和标量场varphi之间的耦合$g$以及varphi和标准模型粒子psi或chi之间的耦合h。这四个参数已经存在于膨胀和再加热过程的模型中，而没有考虑暗物质。因此，我们的统一方案不增加参数的数量，它实现了暴胀子和暗物质之间的免费统一。
2012-01-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Towards a reliable effective field theory of inflation
我们提出的第一个量子场论模型的通货膨胀，是重正化的物质部门，与超哈勃暴胀子质量和次普朗克场偏移，这是因此，在技术上自然和一致的高能量完成内的量子引力理论。这是在暖膨胀的框架中完成的，在那里我们首次表明，强耗散可以完全维持一个慢滚轨迹，其慢滚参数大于1，其方式在理论上和观测上都是一致的。暴胀子场对应于两个复合标量场之间的相对相位，这两个复合标量场共同打破了U（1）规范对称性，并在温暖的宇宙热浴中将其能量耗散为标量自由度。离散的互换对称性保护暴胀子质量不受大的热修正。我们进一步表明，耗散系数随温度在一定的参数制度，这防止了大的增长的热暴胀波动。我们发现，特别是，一个非常好的协议与普朗克遗留数据的一个简单的二次暴胀子潜力，预测低张量标量比$r\lesssim 10^{-5}$。
2021-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial tensor modes from quantum corrected inflation
我们分析了朴素$ϕ^4$ -暴胀模型的量子修正。这些通常导致携带场的非整数幂的暴胀子势。我们考虑最小和非最小的引力耦合。对于后一种情况，我们还研究了暴胀子-暴胀子散射的么正性。最后，我们面对这些理论与普朗克和BICEP 2数据。我们表明，原始张量模式的发现BICEP 2需要存在相当大的量子偏离的$ϕ^4$ -因弗拉顿模型的非最小耦合的情况下，我们参数化和量化。我们比较的结果与最小耦合的情况下，阐明了主要的区别特征。
2014-09-02 astro-ph.CO hep-ph
Nonlinear preheating with nonminimally coupled scalar fields in the Starobinsky model
研究了具有非极小耦合标量场$χ$的Starobinsky模型中暴胀后的预热现象。利用格点模拟，我们分析了$χ$粒子与暴胀子凝聚之间的再散射，以及标量度规扰动的反反应效应。我们发现，再散射是一个有效的机制，促进增长的$χ$场方差。同时，大量的暴胀子粒子可以通过再散射从暴胀子凝聚体中被撞出。结果，暴胀子场可以成为不可忽略的引力波，在某些参数区域甚至可以与$χ$场相媲美。对于亚Hubble尺度的标量度规扰动，我们的结果表明，它们对本文模型中标量场的演化和引力波的产生几乎没有影响.
2019-10-10 astro-ph.CO gr-qc
Sensitivity of gravitational waves from preheating to a scalar field's interactions
暴胀之后，一段时间的预热可能会产生一个随机的高频引力波（GW）背景，并持续到今天。暴胀子与标准模型或其他场耦合的性质是未知的，因此询问这些场通常具有什么特征以及这些特征如何影响对GW产生的预测是有用的。在这里，我们认为暴胀子耦合到一个轻的标量场，并表明，即使是一个非常小的四次自相互作用项将减少GW频谱的振幅。对于自耦合$λ_χ \gtrsim g^2$，其中$g^2$是暴胀子-标量耦合，峰值能量密度为$Ω_{\rm gw}^{(λ_χ)} / Ω_{\rm gw}^{(λ_χ=0)} \sim (g^2/λ_χ)^{2}$。一个结果是，如果宇宙通过暴胀子-希格斯耦合再加热，那么光谱将被抑制，但动力学将对暴胀能量标度附近的希格斯势敏感。
2015-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamical relaxation of cosmological constant
提出了一类特殊的共形引力理论，用以解决长期存在的宇宙学常数微调问题。在所提出的模型中，暴胀子场的时间演化留下了一个几乎消失的，但有限值的暗能量密度（几meV）$^4$来解释晚期加速宇宙。假设多标量暴胀子场与拉格朗日中的Ricci标量曲率具有共形耦合，这导致在将Weyl重新标度到爱因斯坦度规框架后，暴胀子动力学项和势项以及与标准模型中Higgs场的耦合发生了变化.人们可以在爱因斯坦度规框架中定义一个有效的宇宙学$Λ$函数，当加入势时，它控制着慢卷膨胀和随后在自发对称性破缺相的最小势处的振荡。暴胀子振荡伴随着粒子产生走向热化的热大爆炸宇宙。同时产生了第二暴胀子场的零点量子涨落，其累积涨落引起对称性恢复，将暴胀子场推向无穷远。这给出了消失的有效宇宙学常数的动力学弛豫。非均匀暴胀子模和它们坍缩的原初起源的黑洞都是冷暗物质的好候选者。
2022-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and classical scale invariance
BICEP 2对CMB中原始张量模的测量表明宇宙膨胀是由于一个缓慢滚动的反普朗克值的暴胀子，并为不存在大的$M_{\rm P}$诱导算子提供了进一步的实验证据。我们表明，经典的标度不变性解决了这个问题，并允许一个非常简单的无标度暴胀子模型没有任何规范组。由于trans-Planckian暴胀子值和VEV，动力学诱导的Coleman-Weinberg型暴胀子势的模型可以预测张量标量比$r$在一个大的范围内。精确测定$r$在未来的实验将允许测试所提出的领域理论框架。
2014-12-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflaton Regeneration via Scalar Couplings: Generic Models and the Higgs Portal
Faculty of Education, Niigata University（新潟大学教育学部）；Department of Physics, Saga University（佐贺大学物理学系）；Graduate School of Science and Engineering, Saga University（佐贺大学理工学研究科）
研究指出，在单变量势能形式V(ϕ) ∝ ϕ^k (k≥4)的模型中，inflaton的有效质量随场幅变化而消失，导致其在再加热后通过粒子衰变和散射再生，且Higgs通道可进一步约束该过程。
2026-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Anisotropies in Scalar-Induced Gravitational-Wave Background from Inflaton-Curvaton Mixed Scenario with Sound Speed Resonance
本文提出在暴胀子-曲率子混合场景中利用声速共振产生标量诱导引力波背景的大各向异性，并指出其可被未来引力波探测器测量，从而为研究暴胀、原初非高斯性和原初黑洞暗物质提供新探针。
2024-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial SdS universe from a 5D vacuum: scalar field fluctuations on Schwarzschild and Hubble horizons
本文研究了在有效的四维Schwarzschild-de Sitter（SdS）度规下早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。我们得到了一个重要的结果：零级涨落谱在Schwarzschild尺度上与标量场质量$M$无关，而在宇宙学尺度上则与质量有关.然而，在一阶展开中，谱依赖于暴胀子质量，并且振幅与黑洞（BH）质量$m$成线性关系。
2010-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Affleck-Dine baryogenesis via mass splitting
本文介绍了一类非超对称模型，它利用两个质量相近的超重标量场的衰变来解释阿弗莱克-戴恩模型中的重子生成。这些标量在暴胀期间通过与暴胀子的函数的线性耦合获得非零期望值。暴胀子衰变后，模型具有近似U（1）-不变性，明确打破了一个小的质量分裂。这种分裂导致了早期宇宙的重子生成。对于质量在大统一尺度或更大的标量，由此产生的重子不对称性自动变小。它完全由暴胀子动力学和拉格朗日参数决定，即，是独立的标量的初始前通货膨胀的条件。因此，重子微扰是纯绝热的。我们指出了质量分裂的一个可能的起源：在某一大能量标度下简并的标量质量可能由于与暴胀子的相互作用而获得不同的圈修正。与电弱重子生成和传统的Affleck-Dine方案相比，我们的机制一般导致质子衰变被超重标量质量的功率抑制，这使得这种方案可能是可检验的。
2019-04-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Affleck-Dine leptogenesis and its backreaction to inflaton dynamics
我们研究了超重力环境下F项混合暴胀模型和混沌暴胀模型中的阿弗莱克-戴恩稀薄成因对暴胀子动力学的反作用。我们确定了两个模型中最轻的中微子质量，使得谱指数、张量标量比和重子丰度的预测与观测结果一致。
2015-10-28 astro-ph.CO hep-ph
No-Go Theorem for Gauss-Bonnet Inflation without Inflaton Potential
最近，Kanti等人提出了一个有趣的暴胀方案，称为Gauss-Bonnet暴胀。\cite{Kanti:2015pda,Kanti:2015dra}。在模型中，没有暴胀子势，但暴胀子耦合到Guass-Bonnet项。在二次耦合的情况下，他们发现暴胀会以优雅的方式发生。这个场景很有吸引力，因为它的自然设置。然而，我们发现在这个暴胀模型中，张量扰动存在梯度不稳定性。我们进一步证明了没有暴胀子势的Gauss-Bonnet暴胀的不通过定理。
2015-12-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflaton Dynamics in Higher-Derivative Scalar-Tensor Theories of Gravity
Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）
研究引力高阶导数标量-张量理论中暴胀子动力学，基于新稳定公式研究暴胀子为额外标量自由度时的情况，受条件限制，大扰动非线性动力学与广义相对论情形相似，虽原则上可驱动场出弱耦合区，但需精细调整，为未来研究提供基础。
2026-07-14 astro-ph.CO gr-qc
Bounce inflation in $f(T)$ Cosmology: A unified inflaton-quintessence field
在$f(T)$引力框架下研究了一个优美地退出Friedmann-Robertson-Walker（FRW）减速宇宙的反弹暴胀模型，其中$T$是远程平行中的挠率标量.我们研究了宇宙的热演化，该模型预测了一个超冷宇宙在预收缩阶段，这是一致的慢卷模型的要求，而它执行一个再加热期的收缩结束时的最高温度略低于大统一理论（GUT）的温度。然而，它与热大爆炸后期的辐射温度相匹配。由于有效引力扇区的状态方程表明，我们的宇宙是由远平行引力自加速的。我们假设物质分量是一个正则标量场。我们得到了由$f(T)$理论诱导的标量场势。该模型的功率谱几乎是尺度不变的。此外，我们表明，该模型统一的暴胀和quintessence领域在一个单一的模型。此外，我们重新审视了$f(T)$反弹宇宙学中的原始波动，以研究在预收缩阶段产生的波动。
2016-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bound on largest $r\lesssim 0.1$ from sub-Planckian excursions of inflaton
本文将讨论由{\it慢滚}驱动的暴胀子场的{\it单}次普朗克偏移所得到的大张量标量比$r$的范围。为了获得这种情况下的大$r$，必须以仍然满足\texttt{Planck}的所有当前约束（例如标量幅度、标量功率谱中的倾斜、接近枢轴标度的倾斜的运行和运行）的方式偏离慢滚参数的单调演化。由于慢滚参数的演变是非单调的，我们还将考虑最小尺度上的功率谱的演变，即在${\cal P}_{s}(k\sim 10^{16}~{\rm Mpc^{-1}})\lesssim 10^{-2}$，以确保幅度不会变得太大。所有这些约束都倾向于保持张量与标量之比$r\lesssim 0.1$。我们对三种不同的超对称平面势进行了扫描，得到了满足所有约束条件的基准点。我们还表明，它是可能的，以超越$r\gtrsim 0.1$提供我们放松的功率谱上的最小尺度上的上限。
2014-09-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Consistent Cosmic Microwave Background Spectra from Quantum Depletion
根据Dvali和Gomez提出的一个新的量子宇宙学模型，我们定量地研究了哈勃参数的可能修改和对宇宙微波背景谱的修正。在这个模型中，标量和张量扰动分别由背景暴胀子和引力子凝聚的量子耗尽产生。我们展示了暴胀子质量如何影响功率谱和张量标量比。接近普朗克尺度的质量将导致强烈的偏差，而标准光谱是恢复的暴胀子质量比普朗克质量小得多。
2015-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Grand Unification and Subcritical Hybrid Inflation
我们认为混合通货膨胀的小耦合的暴胀子的物质，使暴胀子场的临界值超过普朗克质量。它最近已经表明，通货膨胀，然后继续在亚临界暴胀子字段值量子波动产生一个有效的暴胀子质量。有效暴胀子势在小场值处的二次势和大场值处的平台之间插值。允许的参数空间的分析导致的标量谱指数n_s和张量标量比r的预测类似于自然暴胀。利用普朗克数据所支持的n_s和r的范围，我们发现平台的能量标度被限制在（1.6 - 2.4）× 10^16 GeV的区间内，这个区间包括了超对称标准模型中规范耦合统一的能量标度。在暴胀结束前，张量标量比的下限r > 0.049，对应60个e折叠。
2015-04-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Waves From Dark Sectors, Oscillating Inflatons, and Mass Boosted Dark Matter
来自动态标量场组态的引力波特征为早期宇宙提供了一个引人注目的观测窗口。在这里，我们确定有趣的连接之间的暗物质和标量场发射引力波，无论是通过一阶相变或膨胀后振荡。为了研究一阶相变中的引力波，我们研究了一个由重标量场耦合到矢量场和费米子场的简化模型。然后我们计算了由暴胀子场组态在E模型和T模型暴胀后振荡产生的引力波谱。其中一些引力波特征可以被未来的大爆炸天文台发现，尽管一般来说，我们发现MHz-GHz频率的引力波灵敏度对于发现最重的暗区至关重要。有趣的是，我们发现，标量经历相变，随着E-模型和T-模型的潜力，可以推动后期的暗物质质量提升，并产生普朗克质量的暗物质。对于相变和振荡暴胀子，最大的暗物质质量增加对应于更高振幅的随机引力波背景。
2021-07-11 astro-ph.CO hep-ph
Large tensor spectrum of BICEP2 in the natural SUSY hybrid model
最近由BICEP 2合作观测到的大张量谱要求在单场暴胀情况下暴胀子的超普朗克场变化。慢滚参数ε \approx 0.01的要求将使（次）普朗克暴胀模型中的e折叠数限制在7左右。为了克服这些问题，我们考虑了一个基于自然辅助超对称（SUSY）混合模型（“自然SUSY混合暴胀”[1]）的双场场景，该模型结合了SUSY混合模型和自然暴胀模型。来自自然暴胀区的轴子暴胀子场可以接受张量谱的正确值以及0.96的谱指数，其衰减常数小于普朗克尺度f \lesssim M_P。另一方面，来自超对称混合区的暴胀子提供了2 x 10^{16} GeV的真空能量和50个e折叠，避免了eta问题。通过引入U（1）_R和位移对称性，并采用最小Kahler势，得到了这两种方法。
2014-07-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
What we can learn from the spectral index of the tensor mode
如果暴胀的开始被定义在暴胀子的真空能量开始占主导地位的时刻，那么在那个时刻，其他场的能量密度（根据定义）与暴胀子相当。虽然由于暴胀膨胀，在视界出口处的分数很小，但它们可以改变光谱的尺度依赖性。同时，暴胀子场的速度可能与慢滚（吸引子）速度不一致。这些动力学可能无处不在，但可以很容易地改变光谱的尺度依赖性。由于尺度依赖性目前被用来约束甚至排除暴胀模型，因此测量它的移动是非常重要的，这是由于原始暴胀模型中没有出现的动态。考虑到典型的例子，我们表明，张量模式的谱指数是一个有用的措施，这种效果。精确测量标量模的高阶振荡将有助于鉴别源。
2016-02-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Conformal invariance of scalar perturbations in inflation
在暴胀模型中，标量扰动的源不是暴胀子，而是一个或多个与暴胀子耦合可以忽略的标量，所产生的扰动不仅是尺度不变的，而且是完全共形不变的，共形维数接近于零。这与关联函数只能依赖于de Sitter不变距离的事实密切相关。这些性质来自暴胀德西特空间的等距性，因此完全独立于动力学。3点函数是固定的两个常数，而4点函数是两个参数的函数（而不是在没有共形不变性的情况下的五个）。我们在一个显式例子中表明，在傅立叶空间中可以直接检验复变子的共形不变性。非共形关联函数的检测，例如等边3点函数，将意味着扰动源不与暴胀子解耦。
2012-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modulated reheating by curvaton
在暴胀过程中可能存在一个与加速暴胀无关的轻标量场。然后，它的量子涨落在暴胀期间被拉伸。这个标量场可以是一个曲率场，如果它在一个较晚的时间衰减的话。另外，如果暴胀子的衰变速率依赖于光标量场的期望值，则暴胀子衰变时光场的量子涨落会产生密度扰动.这是一种调制再加热机制。我们研究了光标量场在暴胀子衰变中不仅起曲率作用而且还引起调制再加热的模型中的曲率扰动。我们计算的非线性参数以及标量谱指数和张量标量比。我们发现，有一个参数区域，非线性参数也显着增强的调制效应和曲率的贡献之间的抵消。对于同时包含暴胀子和曲率子的简单二次势模型，张量标量比和非线性参数可以同时很大。
2012-04-06 astro-ph.CO hep-ph
Primordial non-Gaussianity from mixed inflaton-curvaton perturbations
我们的原始扰动产生由于暴胀和曲率波动的模型中，曲率有一个二次，余弦或双曲潜在的，暴胀潜在的特点是通常的慢滚参数。等曲率曲率场扰动可以在原始密度场中产生显著的非高斯性，与绝热暴胀子场扰动相比，绝热暴胀子场扰动对正则标量场产生可忽略的非高斯性。具有二次势的非自相互作用曲率产生了由非线性参数fNL很好地描述的局部型非高斯性，当暴胀子扰动主导功率谱时，其可能是尺度依赖的。我们展示了如何使用非线性参数和张量-标量比的观测界限来约束曲率和暴胀子参数。在二次曲率势的混合暴胀-曲率模型中，我们发现了双谱参数和三谱参数之间的一致性关系。曲率势中的自相互作用项可以导致大的三谱参数gNL和非线性参数的尺度依赖性。
2012-04-24 astro-ph.CO hep-th
A Strong Electroweak Phase Transition from the Inflaton Field
我们研究了标准模型的单重标量扩展。单重标量耦合非最小的重力和假设驱动通货膨胀，也耦合足够强的SM希格斯场，以提供一个强大的一阶电弱相变。要求该模型成功地描述通货膨胀，与大型强子对撞机的数据兼容，并产生一个强大的一阶电弱相变，我们确定了该模型是可行的参数空间的区域。我们还包括一个单重态费米子与标量耦合的单重态标量探测额外的自由度和它们的耦合在单重态部门的约束的敏感性。我们还评论了这些领域作为暗物质的一般可行性。
2016-09-14 astro-ph.CO hep-ph
Feebly Interacting Dark Matter Particle as the Inflaton
我们提出了一个方案，$Z_2$ -对称标量场$ϕ$首先驱动宇宙暴胀，然后再加热宇宙，但仍然不平衡本身，最后包括观测到的暗物质丰度，由粒子衰变产生的LA冻结机制。我们的工作模型无关，没有指定的相互作用的标量场除了其自相互作用耦合，$λϕ^4$，非最小耦合到重力，$ξϕ^2R$，耦合到另一个标量场，$gϕ^2σ^2$。我们发现标量场$ϕ$既是暴胀子，也是暗物质的候选者，如果$10^{-9}\lesssim λ\lesssim g\lesssim 10^{-7}$和$3 \rm{keV} \lesssim m_{\rm ϕ}\lesssim 85 \rm{MeV}$是$ξ=\mathcal{O}(1)$的话。这样一个小的值的非最小耦合也被发现是正确的大小，以产生所观察到的曲率扰动幅度的情况下。我们还讨论了如何从其他同类型的暴胀模型的下一代CMB卫星的模型可能区分。
2016-09-08 astro-ph.CO hep-ph
The Inflaton Effective Potential for General $ε$
在任意空间平坦、齐次和各向同性几何中，我们给出了一个有质量标量传播子的重合极限的解析近似。我们利用这一点来计算从二次耦合到最小耦合标量的暴胀子有效势的单圈修正。我们还扩展了弗里德曼方程，以涵盖当地依赖于哈勃参数和第一慢滚参数的潜力。
2020-07-31 astro-ph.CO gr-qc
Warm Inflation with Pseudo-scalar Couplings
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文研究了温暖膨胀中伪标量耦合对热浴产生和热摩擦的影响，指出现有模型需要修正以正确计算热浴中非守恒电荷的化学势，从而修改波动-耗散定理。
2026-05-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation from Charged Scalar and Primordial Magnetic Fields?
本文提出了一个暴胀模型，其中暴胀子场是一个与U（1）规范场耦合的复标量场。由于势的轴对称性，暴胀由径向驱动，而角场由U（1）衡量。由于暴胀子与规范场的耦合，规范场动态地产生了一个依赖于时间的质量项，破坏了共形不变性。我们研究了在暴胀过程中是否可以通过依赖于时间的U（1）规范动力学耦合产生大量的原始磁场。
2010-04-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
