The CMB asymmetry from inflation
Erickcek、Kamionkowski和Carroll在2008年提出,CMB的偶极调制可能是由于场$ϕ$的非常大尺度的扰动引起的原始曲率扰动。我们使用较弱的假设和当前数据重复他们的计算。如果$ϕ$是{ \em any}单场暴胀的具有吸引子行为的暴胀子,则不对称性几乎肯定太小。相反,如果$ϕ$是{ \em any}曲率类型字段(即,\一个具有正则动力学项和在膨胀期间可忽略的影响),如果等边构型中的$|\fnl|$对于$k\mone=1\Gpc$是$\simeq 10$,对于$k\mone=1\Mpc$是$\lsim 3$,则不对称性可以与观察一致。显然,具有这些性质的$\fnl$可以从具有轴子势的曲率得到。在任何特定的曲率型模型中,产生不对称性所需的函数$\fnl(k_1,k_2,k_3)$都可以确定,并且可能已经被现有的普朗克或WMAP数据证实或排除。
2013-06-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Hubble induced mass after inflation in spectator field models
观众场模型,如曲率的情况下,调制再加热是有吸引力的情况下产生的宇宙曲率微扰,放松对暴胀模型的约束。本文讨论了哈勃诱导质量对暴胀后观众场动力学的影响。我们特别注意哈勃诱导质量的动能的振荡暴胀子,这是一般未抑制,但往往被忽视。在曲率情况下,哈勃诱导质量放松了对暴胀子和曲率性质的约束,如再加热温度和暴胀尺度。我们评论的影响,我们的讨论重子的曲率方案。在调制再加热中,模型的预测,例如非高斯性可以被显著地改变。此外,我们提出了一个新的调制再加热模型,利用哈勃诱导质量,实现了广泛的局部非高斯参数。
2016-07-24 astro-ph.CO hep-ph
Quantum Fluctuations of Vector Fields and the Primordial Curvature Perturbation in the Universe
将δN形式推广到向量场的摄动。后者在de Sitter时空中量子化,发现一般情况下矢量场的粒子产生过程是各向异性的。通过引入两个参数p和q来参数化该各向异性,这两个参数由共形不变性破缺机制确定。如果它们中的任何一个是非零的,则生成的k是统计各向异性的。因此,功率谱和非线性参数fNL具有角调制。这种形式主义适用于两个向量曲率模型和通货膨胀结束的情况。发现对于p \ne 0,fNL的大小及其角调制的方向与谱中的各向异性相关。如果p \gtrsim 1,则fNL的各向异性部分比各向同性部分占优势。这些都是不同的观测特征;它们的发现将是矢量场对地球自转贡献的确凿证据。在第一曲率模型中,矢量场与重力非最小耦合,在第二曲率模型中,矢量场具有时变动力学函数和质量。在前者中,只能产生统计各向异性双折射,而在后者中,各向同性双折射也可以实现。这些矢量曲率场景的参数空间足够大,可以在粒子物理模型中实现。在通货膨胀结束的情况下,fNL具有类似的属性与额外的各向异性项的矢量曲率的情况。
2010-09-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflationary buildup of a vector field condensate and its cosmological consequences
暴胀过程中的光矢量场,当其共形不变性被适当地打破时,会得到超视界扰动谱。这种扰动,通过某种合适的机制(例如矢量曲率机制),可以有助于宇宙中的曲率扰动,并在微波天空中产生特征信号,例如统计各向异性,最近由普朗克卫星任务调查。这些特征的大小主要取决于暴胀过程中产生的矢量凝聚的大小。然而,这种凝聚的期望值到目前为止一直被视为一个自由参数,缺乏明确的预测或物理动机的估计。本文研究了向量凝聚的随机演化,得到了其大小的一个估计。我们的研究主要集中在超引力启发的情况下,当动力学函数和质量的矢量玻色子是随时间变化的暴胀过程中,但其他情况下也进行了探索,如宇称违反轴理论或非最小耦合之间的矢量场和重力。作为一个例子,我们应用我们的研究结果的背景下,矢量曲率机制和对比我们的结果与目前的观察。
2013-08-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmology of the Spinor Emergent Universe and Scale-invariant Perturbations
一个非奇异的突现宇宙学可以通过一个非常规的旋量场来实现,正如\cite{Cai:2012yf}首先发展的那样。在旋量突现宇宙学框架下,研究了曲率微扰的标度不变原初功率谱的产生机制。特别地,我们引入了一个光标量场,它的动力学项与旋量场的双线性项耦合。这种动力学耦合可以产生一个有效的“哈勃半径”,使来自标量场的原始波动在大尺度上压缩,并形成一个几乎尺度不变的功率谱。我们研究了逆反应的稳定性,并对耦合项的形式进行了约束。这些几乎与尺度无关的涨落可以通过广义曲率机制在宇宙突现期后转化为曲率微扰,从而解释宇宙学观测。
2013-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chain Inflation Reconsidered
我们调查的链膨胀的情况下,在那里的暴胀经历连续的隧道沿一个字段方向的过渡的密度扰动。首先,我们表明,当气泡壁与这样的相变满足,他们诱导下一个相变,并继续传播相界面。然后,我们提出了一个分析计算的密度波动和估计的非高斯性,如f_{NL},我们发现是小的(1阶)。为了得到功率谱的正确振幅,每个哈勃时间必须有10^8次相变,这是一个重大的模型构建挑战。我们发现,链暴胀的工作模型必须是相当强的耦合,从而具有一个非常有限的有效性范围作为有效场论。我们讨论了多场的情况下,曲率的情况下,和非正则动力学项的推广。
2011-06-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Viable Vector Coherent Oscillation Dark Matter
本文通过动力学函数耦合抵消哈勃质量项,并引入曲率子避免扰动约束,构建了质量范围从 $10^{-21}$ eV 到 1 eV 的可行矢量相干振荡暗物质模型。
2023-03-07 astro-ph.CO hep-ph
Cosmologically Varying Kinetic Mixing
本研究构建由超轻CP偶标量控制的随宇宙演化的动力学混合机制,解决暗光子暗物质早期产生与晚期约束的矛盾,同时提出相关实验靶标并通过$\text{Z}_N$模型保证标量自然性。
2023-11-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-Gaussianity from explicit $U(1)$-breaking interactions
本文研究暴胀中复标量场轴向分量的显式 $U(1)$ 破缺相互作用,分析其在曲率子与CDM情景下对局部、等曲率及混合非高斯性的影响,并给出可观测振荡信号。
2024-12-17 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological perturbations from varying masses and couplings
我们研究了质量和衰变率依赖于光标量场的期望值的大质量粒子在支配和衰变过程中扰动的演化。我们专注于光场是慢滚动的情况下,表明在一个阶段的不均匀的质量支配和衰减的光场的等曲率扰动转换成曲率扰动的效率是9倍大于当质量是固定的。我们推导出一个条件的湮灭截面和衰变率的大质量粒子的统治,我们表明,标准模型粒子不能主导核合成前的宇宙。我们还比较了这种机制与曲率模型。最后,观察签名进行了讨论。如果暗物质是由暴胀子和大质量粒子衰变产生的,那么就可以产生冷的暗物质等曲率模。存在非高斯性:它们是卡方偏差。然而,它们可能太小而无法观察到。
2004-05-03 astro-ph hep-ph
Quantum kinetic theory for fermions in temporally varying backrounds
利用Schwinger-Keldysh CTP形式,推导了费米子在均匀含时背景中存在散肩碰撞时的量子动力学方程。量子相干性(粒子和反粒子之间)被发现产生于平均场极限下动力学两点关联函数的新谱解。物理密度矩阵$ρ$和它的动力学被证明是必然依赖于系统上的外部信息,并导出了与$ρ$基本相干函数和费米子粒子和反粒子数有关的表达式。对于一个相互作用的系统,我们演示了如何顺利退相干效应引起的碰撞。作为特殊的应用,我们研究的不稳定粒子的生产过程中的预热阶段的通货膨胀和演变的初始量子$ρ$走向统计限制,包括退相干和热化。
2008-07-09 astro-ph hep-ph hep-th
Ghost instabilities of cosmological models with vector fields nonminimally coupled to the curvature
我们证明了许多宇宙学模型的特征向量非极小耦合的曲率(如特纳-威德罗机制的磁场的生产过程中的通货膨胀,和模型的矢量通货膨胀或矢量曲率)包含鬼。鬼是与纵向矢量偏振存在于这些模型中,并发现从研究的物理扰动的动力学矩阵的本征值的符号。鬼引入了两个主要问题:(1)它们使理论在高能/亚视界区域的量子水平上不明确(并为寻找表现良好的UV完成带来严重问题);(2)它们在线性化水平上已经产生了不稳定性。这是因为对应于鬼的本征值在宇宙学演化过程中过零。在这一点上,线性化方程的扰动变得奇异(我们表明,这发生在所有上述模型)。我们明确地解决了方程在最简单的情况下,一个矢量没有vev在FRW几何,和一个矢量与vev加上一个宇宙学常数,我们表明,实际上的解决方案的线性方程发散时,这些方程变得奇异。
2009-09-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflationary dynamics of kinetically-coupled gauge fields
研究了两个动力学耦合的无质量时变动力学项系数$U(1)$规范场的暴胀动力学。确保系统不具有强耦合的区域,可以缩小参数空间。此外,我们进一步限制自己的系统,可以量化使用标准的创造,湮灭算子代数。这第二个约束限制我们的情况下,系统可以对角化成两个解耦的,无质量的,具有不同的动力学项系数的矢量场的总和。这样一个系统可能是有趣的磁,因为如何强耦合问题的推广。我们通过假设其中一个规范场是标准模型$U(1)$场,另一个暗规范场在其规范群下没有带电粒子来探索这个想法。我们考虑是否有可能将一个磁场从暗区转移到可见区,这个磁场可能是在耦合开启之前产生的。我们还研究了是否简单的混合存在提供了更多的机会,产生磁场。我们发现,这两种可能性有效地工作,符合众所周知的困难,暴胀磁。
2015-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Eliminating the eta-problem in SUGRA Hybrid Inflation with Vector Backreaction
结果表明,当暴胀子场调制超引力暴胀实现中规范场的规范动力学函数时,动力学反作用导致一个新的暴胀吸引子解,其中暴胀子的变化受到附加阻抗.因此,慢卷暴胀可以自然地沿着标量势的方向发生,否则标量势会太陡和弯曲而无法支持它。这为臭名昭著的超引力暴胀问题提供了一个通用的解决方案。此外,它表明,在新的通货膨胀吸引子,所产生的曲率扰动的谱指数保持温和的红色,尽管η的顺序统一。上述研究结果被应用到一个模型的混合通货膨胀是超引力与通用Kaehler潜力。所产生的曲率扰动的谱指数被发现是0.97 - 0.98,在良好的协议与观测。规范场在暴胀后可以起到矢量曲率的作用,但可观测到的统计各向异性需要规范场耦合的大量调谐。
2012-02-15 astro-ph.CO hep-ph
Frame Dependence in Generalized Chiral Kinetic Theory
Shandong University(山东大学);Weihai Research Institute of Industrial Technology of Shandong University(山东大学威海产业技术研究院)
本文研究了广义手征动力学理论中分布函数的框架依赖性,通过推导转换规则获得了在涡量和电磁场作用下的平衡解。
2026-01-20 hep-ph hep-th nucl-th
How to remedy the eta-problem of SUSY GUT hybrid inflation via vector backreaction
结果表明,在超引力暴胀模型中,当规范场的规范动力学函数受暴胀子调制时,我们可以得到一个新的暴胀吸引子解,其中暴胀子的翻转由于矢量场反作用而受到附加阻抗.结果,标量势的方向,由于强烈的凯勒修正,变得过于陡峭和弯曲,通常支持慢卷暴胀,现在可以自然地这样做。这就解决了超引力中臭名昭著的暴胀问题,而且尽管η的阶数为1,曲率扰动的谱指数也保持为轻微的红色。这种机制被应用到一个模型的混合通货膨胀在超重力与通用Kaehler潜在的。曲率扰动的谱指数为0.97 - 0.98,与数据非常吻合。规范场可以作为矢量曲率,在曲率微扰中产生统计各向异性。然而,这种各向异性只有在规范耦合常数异常小的情况下才有可能观察到。
2012-05-22 astro-ph.CO hep-ph
The kinetic energy for the static SU(2) Polyakov line
在非常高的温度下,杨-米尔斯理论可以通过微扰理论来描述。在树的水平上,胶子场的时间分量解耦并产生降维理论。波利雅科夫循环的期望值则假定Z(N)中心群的值。然而,在中等温度下,这不再是真的。时间依赖性表现为循环。在最近的工作中,我们积分了背景场A_1和静态场A_4周围的快变量子涨落。我们假定这些场是缓慢变化的,而A_4的振幅是任意的。结果我们得到了SU(2)电扇区和磁扇区的Polyakov圈的动能项。
2003-09-12 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
Chiral kinetic theory from Landau level basis
本文导出了适用于任意大小缓变磁场的朗道能级基手征动力学理论。本文应用新的手征动力学理论计算了磁化QED和QCD等离子体中横向于磁场的电导率。在最低朗道能级近似和弛豫时间近似下,发现在大磁场极限下,横向电导率近似为常数,且与弛豫时间成反比。我们还得到了随时间变化的电场响应的频率依赖的横向电导率。我们发现这种导电性的高频增强。
2020-02-19 cond-mat.mes-hall hep-ph nucl-th
Kinetically Driven Quintessence
最近,一类新的模型的通货膨胀已被发现,其中的通货膨胀动力学驱动的(非正则)动力学项,而不是潜在的条款。作为一个明显的推广,我们证明了一个仅含非正则动力学项的标量场的行为类似于一个时变的、目前具有负压的能量分量,即其本质。我们提出了一个模型,它有一个恒定的状态方程,也就是说,一个“动力学的”对应的Ratra-Peebles模型的一个quintessence字段与潜在的长期。我们清楚的相平面的结构,并表明,典型的解决方案是一个后期的时间吸引子。我们还给出了一个模型的“幻影”的组成部分,它有一个状态方程与$w=p/ρ<-1$。
2000-01-29 astro-ph hep-ph
Disformal Inflation
我们展示了如何短通货膨胀自然产生的非最小引力理论的标量场没有任何潜在的条款。这个场只通过它的导数来驱动暴胀,这些导数只通过$\bar g_{μν} = g_{μν} - \frac{1}{m^4} \partial_μϕ\partial_νϕ$的组合与物质耦合。该理论在通常的闵可夫斯基真空附近没有不稳定性。暴胀持续的时间与$\dot ϕ^2 > m^4$一样长,一旦标量场动能降到$m^4$以下,暴胀就优雅地终止。e折叠的总数由初始暴胀子能量$\dot ϕ_0^2$给出为${\cal N} \simeq \frac13 \ln(\frac{\dot ϕ_0}{m^2})$。场$ϕ$既不能有效地加热宇宙,也不能产生原始密度波动。然而,这可以通过调用弯曲机制来补救。如果在$\dot ϕ^2_0 \sim M^4_P$和$m \sim m_{EW} \sim TeV$时开始充盈,则e折叠数为${\cal N} \sim 25$。因为暴胀的规模很小,如果再加热温度是$T_{RH} \ga MeV$,这就足以解决视界问题。在这种情况下,$ϕ$通过8维算符$\frac{1}{m^4}\partial_μϕ\partial_νϕ~ T^{μν}$与物质的首阶耦合将导致LHC可以使用的费米子-反费米子湮灭通道$f\bar f \to ϕϕ$,同时对牛顿势和超新星冷却速率产生非常弱的修正,这完全在实验…
2004-01-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Thermal and thermoelectric responses of hot QCD medium in time-varying magnetic fields
研究了热QCD物质在时变磁场中的热响应。磁场的影响,它的时间依赖性,和碰撞方面的介质上的热输运的相对论动力学理论进行了研究。介质中磁场的衰减时间似乎与热导率有很强的依赖关系。研究了在时变外电磁场存在下,Wiedemann-Franz定律对QCD介质的适用性。通过将热导率与通过努森数的椭圆流联系起来,研究了热输运在重离子碰撞实验中的唯象意义。将研究扩展到热QCD介质的热电行为及其对磁场的依赖性。随时间变化的磁场被观察到显着影响的热电行为的介质。
2022-08-04 hep-ph nucl-th