A Study of Structure Formation and Reheating in the D3/D7 Brane Inflation Model
我们研究了D3/D 7膜暴胀宇宙中的宇宙学涨落谱,特别关注了再加热阶段熵模的参量激发。同样的快子不稳定性,使再加热在这个模型中非常迅速,导致在预热阶段的熵波动的指数增长,这反过来又可能引起大规模的曲率波动的贡献很大。我们考虑到在物质场的长波长量子涨落的影响。作为这项工作的一部分,我们进行了再加热过程的分析。我们发现,预热的初始阶段进行的快子不稳定性通道。通过忽略快子衰变期间产生的局部涨落和分析由参数共振引起的剩余均匀场振荡的衰变,得到了暴胀子场中初始储存的能量转化为涨落所需时间的上界。我们表明,尽管事实上,共振是窄带型的,它是足够有效的快速转换的背景场的大部分能量转化为物质的波动。
2008-09-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Affleck-Dine baryogenesis with modulated reheating
调制再加热方案是最有吸引力的模型之一,它不仅预测了原始非高斯性的可能探测,而且预测了未来CMB观测(如Planck卫星,PolarBeaR和LiteBIRD卫星实验)中张量涨落的可能探测。本文研究了在调制再加热情况下阿弗莱克-丁重子发生中的重子等曲率涨落。我们表明,阿弗莱克-戴恩重子生成可以与调制再加热的情况下,目前的观测约束重子等曲率波动是一致的。
2010-08-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Entropy of Microwave Background Radiation in Observable Universe
我们表明,宇宙学常数在后期的地方上的熵的微波背景辐射沉积在一个给定的观察者,$S\leq S_{Λ_0}^{3/4}$的未来事件视界的约束。这个界限与再加热的能量尺度和再加热后FRW的演化无关。讨论了可观测宇宙中微波背景熵存在现值的原因。
2006-07-17 gr-qc hep-th
Cosmic Millicharge Background and Reheating Probes
本文提出利用早期宇宙微电荷背景及加速器、CMB-S4等探测约束两类mCP,从而区分模型并将再加热温度上限推进至约10 MeV。
2023-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Gravitational modulated reheating and non-Gaussianity in Supergravity R^2 inflation
在R^2暴胀之后,再加热通过共形非不变场的引力粒子产生进行。我们认为,非零的期望值的平面方向通用超对称理论打破共形不变性的领域耦合到他们的位置依赖的方式,由于量子涨落。因此,在超重力R^2暴胀之后,可以发生调制再加热。由此产生的曲率波动是充气期间产生的波动和调制再加热产生的波动的混合物。谱指数取n_s=0.960和0.983之间的值,局部型非高斯性的非线性参数可以是f_nl \sim \pm 10,并且张量与标量比是r \le 4 \times 10^{-3}。
2013-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Insights into Gravitinos Abundance, Cosmic Strings and Stochastic Gravitational Wave Background
本文在超引力框架下研究D项暴胀,探索 reheating 动力学与引力微子产生的相互作用,分析宇宙弦产生的引力波对早期宇宙的约束,揭示相关能量尺度对随机引力波背景的影响。
2024-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Origin of Matter in the Universe: Reheating after Inflation
在暴胀理论中,构成宇宙的所有物质都是在暴胀后再加热的过程中产生的。简要回顾了再加热理论的最新发展。主题列表包括再加热的基本(微扰)理论;时变背景下的量子场论;参数共振和爆炸粒子的产生;再加热的非热相变;再加热的重子生成;标量场的残余振荡,以及其他宇宙学应用。
1996-05-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Curvature Fluctuation and Its Non-Gaussianity in Models with Modulated Reheating
我们调查的调制再加热的情况下,暴胀子的衰变率的波动产生绝热扰动的非高斯性,特别注意的非线性参数$f_{\rm NL}, τ_{\rm NL}$和$g_{\rm NL}$以及标量谱指数和张量-标量比的性质的原生功率谱的特征。我们还考虑到预先存在的绝热扰动产生的暴胀子波动。我们已经知道,曲率扰动和衰减率波动之间的非线性可以在$f_{\rm NL} \sim \mathcal{O}(1)$水平上产生非高斯性,但是我们发现,衰减率和决定衰减率的模场之间的非线性可以产生更大的非高斯性。我们还讨论了非线性参数之间的一致性关系,并发现调制再加热产生一个不同的曲率模型。特别是,它们都可以产生大的正$f_{\rm NL}$,但具有不同的$g_{\rm NL}$符号。这提供了通过观察$g_{\rm NL}$的符号来区分这两种竞争模型的可能性。此外,我们的工作在一些具体的暴胀模型和调查在什么情况下,模型预测的谱指数和张量标量比允许当前的数据,同时产生大的非高斯性,这可能有许多影响的暴胀宇宙的模型建设。
2008-07-25 astro-ph hep-ph hep-th
Reheating from Tachyon Condensation
我们认为,它可能会重新加热宇宙膨胀后驱动的D-膜湮灭,由于耦合的无质量场的随时间变化的快子凝聚体描述的湮灭过程。如果原始膜湮灭为一个包含标准模型的稳定膜,这个机制就能起作用。如果对快子背景结构的形状和相关额外维度的大小有合理的假设,再加热的效率足以克服宇宙永远被冷暗快子物质所支配的问题。特别是,再加热是最有效的,当最终膜余维是大的,当快子背景的衍生物是大的。
2002-09-10 hep-ph hep-th
Quantum Mechanical Breakdown of Perfect Homogeneity in Reheating After Inflation
在依赖于时间的经典背景中的量子场的上下文中,我们注意到具有给定动量的所产生的粒子的数量在很大程度上偏离其平均值。在此观察的指导下,我们使用一个完整的正交家庭的局域波包计算的偏差在数量和能量密度的粒子产生在一个给定的体积在再加热过程中。事实证明,在再加热结束时,这些密度在哈勃长度尺度上存在(通常很小)空间变化,局部相互作用无法恢复均匀性。这表明,由于再加热过程中粒子产生过程的量子性质,在膨胀后获得的完美均匀性被破坏了。
2008-10-17 gr-qc hep-ph hep-th
Conformal Inflation, Modulated Reheating, and WMAP5
我们研究了在共形耦合标量场驱动下,通过调制再加热产生的密度扰动。得到了谱指数的一个大的运行,这反映了共形暴胀的基本性质,即暴胀过程中哈勃参数的高阶时间导数不一定很小。这个特征可以使我们区分共形暴胀模型和标准的最小耦合模型。我们还研究了当暴胀子和引力之间存在偏离精确的共形耦合时,所产生的波动是如何被修改的。最后,我们将我们的结果应用到扭曲膜膨胀模型,并看到从WMAP5数据的观测边界表明一个蓝色的倾斜密度扰动谱。
2009-04-04 astro-ph gr-qc hep-th
Entropy mode loops and cosmological correlations during perturbative reheating
最近,它已被证明,在预热过程中循环的熵模式,对应于暴胀子衰变产物,有意义地修改宇宙学关联函数在超视界尺度。在本文中,我们确定的意义,同样的效果时,再加热发生在微扰制度。在一个典型的双标量场模型中,环校正的大小取决于几个参数,如背景暴胀子的振幅在开始再加热,暴胀子衰变率和暴胀子质量。虽然与预热情况相比,环路贡献很小,但它们仍然大于充气期间的环路效应。
2015-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Opening the reheating box in multifield inflation
研究了多场暴胀对再加热物理的鲁棒性。为了进行这项研究,再加热详细描述的形式主义,它跟踪的演变的标量场和完美的流体相互作用(暴胀子及其衰变产物)。然后,这个框架被用来建立一般的运动方程的背景和微扰量控制系统的演变过程中再加热。接下来,这些方程精确地解决了一个新的数字代码。此外,新的分析技术,使我们能够解释和近似这些解决方案,开发。作为一个例子的物理预测,可能会受到影响的微观物理的再加热,非绝热扰动的幅度在双暴胀被认为是。结果发现,忽略再加热的精细结构,通常在标准的方法,可以导致差异大到$\sim 50\%$,而我们的半解析估计可以减少这个错误$\sim 10\%$。我们的结论是,在多场膨胀,通过再加热过程的细节跟踪扰动是很重要的,为了达到良好的精度,需要使用数值计算。
2022-01-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The charged inflaton and its gauge fields: preheating and initial conditions for reheating
我们计算粒子生产过程中的通货膨胀和在早期阶段的再加热后的通货膨胀模型与带电标量场耦合到阿贝尔和非阿贝尔规范场。详细分析了原始电场、磁场和电荷涨落在膨胀和预热结束时的功率谱。我们仔细考虑高斯约束在通货膨胀和预热,并澄清的纵向分量的电场的作用。我们计算了产生的规范场在暴胀凝聚体上的反作用的时间尺度,标志着场的非线性演化的开始。我们提供了一个处方的初始条件晶格模拟必要的捕捉随后的非线性动力学。在观测方面,我们发现,原始磁场产生的太小,以解释银河系尺度上的磁场的起源和电荷的波动是在本文所考虑的模型的观测范围内。
2016-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamics of Cosmological Perturbations and Reheating in the Anamorphic Universe
我们讨论标量张量实现的变形宇宙学方案最近提出的Ijjas和Steinhardt。通过对宇宙学扰动动力学的分析,我们得到了对模型参数的约束。我们还研究了引力帕克粒子生产的收缩变形阶段,我们计算之间的分数的能量密度的创建粒子在结束的阶段和背景能量密度。我们发现,就像暴胀的情况一样,需要一种新的机制来重新加热宇宙。
2017-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quintessential Inflation in Logarithmic Cartan $F(R)$ Gravity
该研究在对数Cartan $F(R)$引力框架下探究精质暴胀,通过对广义相对论做对数微小修正同时实现暴胀与暗能量,验证了其CMB涨落符合观测、能满足核合成再加热温度,且标量子场可作为暗能量驱动当前宇宙加速膨胀。
2023-12-19 gr-qc hep-th
Tachyon Defect Formation and Reheating in Brane-Antibrane Inflation
通过描述初态不稳定性的快子场的拓扑缺陷的凝聚,我们解析地研究了在膜-反膜膨胀的终点处低维膜的动力学形成。然后,我们使用这些信息来量化的再加热的效率,这是由于耦合的依赖于时间的快子背景的无质量的规范场,这将是本地化的末态膜。我们改进了以前的估计,表明这可以是一个有效的再加热机制,观察膜上。
2004-10-04 hep-th
Toward an Effective Field Theory Approach to Reheating
我们调查是否有效场论(EFT)的方法,这是有用的检查通货膨胀和暗能量,也可以用来建立一个系统的方法,通货膨胀再加热。我们考虑两种方法。首先,我们扩展温伯格的背景EFT结束的通货膨胀和再加热。我们建立的参数共振和衰变的暴胀子发生时,但也发现内在的理论局限性,这使得它很难捕捉一些再加热模型。这促使我们接下来考虑Cheung,et. al.的EFT方法,而不是集中在微扰和宇宙学背景引起的对称性破缺。与通货膨胀的EFT相比,将后一种方法用于再加热意味着一些新的重要差异。特别是,有新的层次尺度,我们必须考虑到暴胀子振荡在再加热,这导致离散的对称性破缺。在基本对称性的指导下,我们构造了再加热的EFT,并作为其有用性的一个例子,我们建立了一类新的再加热模型和相应的预测重力波观测。在本文中,我们主要集中在预热的第一阶段。最后,我们讨论的方法和未来方向的挑战。本文的基础是在注arXiv:1507.06651中首次提出的想法。
2017-01-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Reheating after S-Brane Ekpyrosis
在最近的工作中,我们中的两个人提出了一种非奇异的Ekpyrotic宇宙学,利用了在Ekpyrotic收缩阶段结束时形成的S膜。这个S膜介导收缩和膨胀之间的过渡。穿过S膜的引力波获得了一个大致标度不变的谱,如果S膜的切变为零,那么宇宙学微扰的谱就大致标度不变。在这里,我们研究的生产规范场波动驱动的衰变的S膜,我们表明,通过规范场生产的再加热过程将是有效的,导致辐射占主导地位的膨胀阶段。
2020-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hot Big Bang from inflation without the inflaton reheating
该研究提出非共形量子场论在暴胀后背景中的非平衡动力学可直接生成热夸克-胶子等离子体,从而在不依赖暴胀子耦合与再加热的情况下获得热大爆炸。
2023-02-01 hep-th
Reheating mechanism of Curvaton with Nonminimal Derivative Coupling to Gravity
在本文中,我们继续研究了在我们以前的工作中提出的具有非最小导数耦合(NDC)到爱因斯坦引力的曲率模型,重点是再加热机制。我们发现,根据暴胀结束后曲率是否占主导地位,它将有两种不同的演化行为,这应该是曲率在非最小耦合下的一般性质。这将导致粒子产生的不同速率,这通过参数共振过程进行。再加热温度估计的两种情况下,在再加热完成之前和之后的曲率支配,和约束是相当宽松的引力子的生产过剩相比。最后研究了再加热过程中曲率扰动的演化。我们已经表明,无论是解析和数值的曲率扰动不会在共振过程中爆炸。
2017-10-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and Reheating in Induced Gravity
在诱导引力(IG)$γσ^2 R$的背景下研究暴胀,其中$R$是Ricci标量,$σ$是标量场,$γ$是无量纲常数.我们详细研究了IG中的宇宙学扰动,考察了Landau-Ginzburg(LG)和Coleman-Weinberg(CW)势玩具模型的小场和大场(混沌)暴胀,发现IG中的小场暴胀模型被WMAP 5年的观测数据约束为$γ\lesssim 3 \times 10^{-3}$.最后,我们描述了制度的相干振荡诱导引力的解析近似,显示如何均匀暴胀子可以衰减在其短尺度波动时,它振荡周围的非零值$σ_0$。
2009-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A quantum heating as an alternative of reheating
为了模拟一个现实的情况开始,我们考虑大量的实标量$ϕ^4$理论在(1+1)维渐近静态闵可夫斯基时空的中间阶段的扩展。为了进行分析,我们假设标量有很大的质量。在背景的过去和未来无穷远处,我们有平坦的闵可夫斯基区域,它们由暴胀膨胀区域连接。我们使用的树级Keldysh传播的理论中的问题来计算的期望值的应力能量张量,这是,因此,由于激发的零点波动。然后,我们表明,即使是大质量,如果德西特膨胀阶段是足够长的,量子回路的应力-能量张量的期望值的修正是不可忽略的相比,树级的贡献。这是通过激发精确模式的高点波动来揭示的:在膨胀阶段,产生了精确模式的非零粒子数密度。这个密度不是普朗克的,而是一种淬火,导致闵可夫斯基外阶段的热化。
2018-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary Infrared Divergences: Geometry of the Reheating Surface vs. delta N Formalism
我们描述了一个简单的方法,将波动的哈勃尺度在视界出口的标量扰动到三角洲N形式主义。主要的影响来自哈勃尺度对暴胀子低频模式的依赖。这修改了出现在曲率谱中的对数增强项的系数在二阶场波动。通过这种修改,相关系数与树级谱相对于视界出口处暴胀子φ的二阶导数成比例。具有精确相同系数的对数出现在纯粹基于再加热表面的几何形状的曲率谱的对数增强的计算中。我们认为这一协议是对拟议实施的Δ N形式主义的有力支持。此外,我们的分析表明,如果暴胀功率谱的对数增强是用再加热表面(或任何其他恒定能量密度的暴胀后表面)上的全局坐标系定义的,那么这个量确实是物理性的。然而,它可以通过在该表面上使用不变距离定义光谱来避免。
2010-08-11 astro-ph.CO hep-th
Effective Theory of Inflationary Magnetogenesis and Constraints on Reheating
基于对称性的有效理论框架近年来在宇宙学领域引起了广泛的兴趣。在本文中,我们将同样的想法应用于原始磁场的起源及其在整个宇宙学宇宙中的演化。由于宇宙学背景破坏了时间-时间同态对称性,我们考虑了最一般的电磁和度规涨落的拉格朗日量,直到二阶,这自然破坏了电磁(EM)部门的共形对称性。我们还包括宇称破坏的电磁部门的动机,具有潜在的观测意义。在这样的设置,我们探讨的EM,标量和张量扰动考虑不同的观测约束的演变。在我们的分析中,我们强调了中间再热阶段所起的作用,这在以前的研究中受到了有限的关注。假设在整个再加热期间电导率消失,众所周知的法拉第电磁感应已被证明在增强当今磁场的强度方面起着至关重要的作用。我们展示了如何结合普朗克和大尺度磁场观测的物理效应,使一个大类的模型可行,并严格限制在一个非常窄的范围内的再加热状态方程参数$0.01 < ω_\mathrm{eff} < 0.27$,这是几乎独立的再加热的情况下,我们已经考虑。
2021-05-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
MSSM Higgses as the source of reheating and all matter
我们考虑的可能性是,造成暴胀的暗能量存在于我们可观测宇宙之外的额外维度中。再加热和所有的物质,然后可以获得从MSSM扁平方向凝聚体涉及希格斯$H_u$和$H_d$,它获得大幅度凭借量子涨落在膨胀。再热温度为$T_{RH} \lesssim 10^9$ GeV,因此不存在引力子问题。我们发现一个光谱指数$n_s\approx 1$与希格斯势的依赖性很弱。
2003-11-18 astro-ph hep-ph hep-th
Reheating constraints in inflationary magnetogenesis
在众多的原始磁成因模型中,暴胀理论是解释当前宇宙磁场存在的最佳候选模型。假设暴胀后恢复共形不变性,那么在宇宙减速时期,特别是在再加热期间,它们的能量密度会随着辐射而降低。在不作任何假设的通货膨胀,磁机制和再加热如何进行,我们表明,需要大规模的磁场保持subdominant通货膨胀后,给出了非平凡的约束条件的再加热状态方程参数和再加热能量规模。在所谓的再加热参数方面,我们发现对于今天5 × 10^(-15)高斯量级的大尺度磁场,ln(Rrad)> -10.1。这个约束,然后比较那些已经来自宇宙微波背景(CMB)的数据,假设一个特定的暴胀模型。避免磁场反作用总是对CMB的补充,并且可以对所有高能暴胀模型的再加热给出更严格的限制。例如,如果今天的磁场强度是Bo = 5 x 10^(-15)G,那么在低于通常500 GeV的能量标度下,大的场物质主导的再加热就不能发生,如果Bo = 10^(-9)G,那么这个标度将上升到10^(10)GeV。
2012-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modulated Reheating and Large Non-Gaussianity in String Cosmology
已知的弦暴胀模型的一个普遍特征是,在暴胀过程中,使暴胀子比哈勃尺度轻的物理学也常常使其他标量比哈勃尺度轻。这些标量在膨胀过程中可以获得等曲率波动,并且考虑到它们的VEV决定了有效低能场论的质量谱和耦合常数,这些波动引起了从一个哈勃补丁调制到另一个的耦合和质量。这些似乎正是通过“调制机制”转换为密度扰动而获得原始绝热波动所需要的,其中再加热在我们宇宙的不同区域以不同的效率发生。以这种方式产生的波动一般可以产生比在单场慢卷暴胀中获得的更大的非高斯性;在不久的将来可能可以观察到。我们在这里提供的第一个明确的例子中的调制机制在弦宇宙学的工作,在大体积IIB型弦通量紧致化的框架内。暴胀动力学涉及两个光Kaehler模量:一个纤维因子起着暴胀子的作用,它的衰变率到可见扇区的自由度是由一个爆破模式的原始波动调制的(这是通过使用多瞬子修正光)。我们发现的挑战,嵌入到一个具体的UV完成的机制约束的非高斯性的属性,发现,因为通用值的基本参数,该模型预测一个本地的双光谱与fNL的顺序'几个'。然而,一个温和的调整的参数也会产生明确的例子与fNL O(20)可能观测到的普朗克卫星。
2012-02-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Erice Lectures on Inflationary Reheating
在早期宇宙的暴胀阶段结束时,大量的粒子产生导致宇宙的再加热。这种爆炸性粒子的产生是由于在对称性未破缺的情况下(适用于混沌暴胀)量子涨落的参量放大,或者对称性破缺阶段的旋节不稳定性(这是新暴胀的情况)。在这些讲座中提出的自洽方法是唯一的方法,到目前为止,导致可靠的定量结果的再加热机制在暴胀宇宙。它们充分利用了场论中的Schwinger-Keldysh非平衡方法。这些方法考虑了量子模式之间的非线性相互作用,并精确地保持能量(协变)。不包括完全反反应且不保存能量的简化分析导致未结合粒子的产生并导致定量错误的结果。对于自发破缺理论,分析了对称性是否可以通过量子涨落恢复的问题。给出了对称性恢复的精确判据。当初态的能量密度大于树能级势的顶点时,场动力学是对称的。当初始能量密度低于树能级势的顶部时,对称性被破坏。
1997-03-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Magneto-reheating constraints from curvature perturbations
作为额外的扰动自由度,我们知道暴胀起源的磁场可以产生超哈勃尺度的曲率扰动。通过要求在膨胀和再加热过程中磁产生的曲率保持小于其膨胀绝热对应物,我们得到了新的约束最大场值今天,再加热能量尺度及其状态方程参数。这些边界最终比与磁场到背景上的可能反作用相关的边界强几个数量级。我们的结果很容易适用于任何慢滚单场暴胀模型和任何磁场,其能量密度标度为一个^伽马在通货膨胀。作为一个说明性的例子,只有当物质主导的再加热发生在能量大于10^5 GeV时,才发现大质量暴胀与今天的磁场保持兼容,对于某些伽马值,Bo = 5 x 10^(-15)G。相反,假设γ =-1,大规模暴胀之后的物质主导的再加热不能解释今天大于10^(-20)G的大规模磁场。
2013-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the breakdown of the curvature perturbation ζ during reheating
在单标量场暴胀模型中,标准曲率微扰在超视界尺度下是守恒的,但在dΦ/dt=0时,即背景暴胀场的时间导数为零时,标准曲率微扰在再加热过程中发散。这是因为当dΦ/dt= 0时,共动规范φ=0(其中φ表示暴胀子微扰)会破裂。这个问题通常是绕过平均的暴胀子振荡,但严格地说,演变的暴胀子是不适定的数学。我们解决了这个问题的自由理论,通过引入一个家庭的光滑规范,仍然消除了暴胀波动的哈密顿形式主义,并给出了一个表现良好的曲率微扰,这是严格保守的超视界尺度。在线性化的水平上,这个守恒变量可以被用来明确地传播暴胀扰动从暴胀结束到随后的时期。我们讨论的影响,我们的结果的通货膨胀的预测。
2015-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
First CMB Constraints on the Inflationary Reheating Temperature
本文首次给出了由宇宙微波背景(CMB)数据得到的单场暴胀再加热年代的贝叶斯约束。在证明了这个时代可以完全由所谓的再加热参数的特点,我们表明,它是由7年威尔金森微波各向异性探测器(WMAP7)的所有大,小字段模型的数据的约束。我们的方法的一个有趣的特点是,它产生的再加热温度的下限,可以结合与引力子生产的上限。对于大场模型,我们发现再加热的能量尺度高于大型强子对撞机探测的能量尺度,在95%的置信度下,Ereh> 17.3 TeV。对于小场模型,我们得到了两个西格玛下限Ereh> 890 TeV的平均状态方程在再加热=-0.3和Ereh> 390 GeV的=-0.2。<wreh><wreh>这些限制的物理起源是教学解释的慢滚近似的装置。最后,当对所有可能的再加热历史进行边缘化时,WMAP7数据在压力下推动了大规模的暴胀(在95%的置信度下p <2.2,其中p是大场势的幂指数),而它们在小场模型中略微有利于超普朗克场的期望值。
2010-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck constraints on Higgs modulated reheating of renormalization group improved inflation
在RG改进的暴胀宇宙学的框架下,我们研究了一个可以解释为Higgs场的标量场的动力学。这个模型的背景轨迹可以提供足够的暴胀e折叠和一个优雅的出口到辐射占主导地位的阶段。我们研究了通过标准模型希格斯玻色子产生原初曲率扰动的可能性。这可以通过使用调制再加热机制在微调参数选择下实现。在这个模型中,原始的非高斯性预计是相当大的。虽然受到新发布的普朗克CMB数据的严格限制,但该模型提供了对撞机和早期宇宙物理学之间潜在的有趣联系。
2013-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational production of matter and radiation during reheating
本文提出仅依靠暴胀子与其他部分的引力相互作用,在再加热阶段通过引力子交换及非最小曲率耦合散射,同时实现暗物质遗迹密度、轻子生成与充分热浴。
2023-09-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Steep Inflation followed by Born-Infeld Reheating
我们讨论了一个模型,在该模型中,高能膜修正允许一个单一的标量场来描述早期的暴胀和晚期的精粹。模型中的再加热机制起源于玻恩-因菲尔德物质,其能量密度在很早的时候模仿宇宙学常数,随后表现为辐射。在暴胀演化的大部分时间里,玻恩-因菲尔德物质相对于标量场来说是次显性的。在标量场驱动的暴胀结束前不久,玻恩-因菲尔德物质的能量密度开始以辐射的形式缩放,并在暴胀结束时下降了几个数量级。通过适当地固定暴胀结束时辐射能量密度的初值,成功地解决了基于引力粒子产生再加热的方案中重力波背景产生过多的问题。一个可行的进化不需要额外的参数微调。
2003-07-02 astro-ph gr-qc hep-ph
Perturbative Reheating in Sneutrino-Higgs Cosmology
本文介绍了$B-L$ MSSM的Snutrino-Higgs宇宙学中的微扰再加热理论。它表明,符合所有普朗克2015年数据的暴胀时代后,暴胀子开始振荡周围的最小值为零,并重新加热到各种物种的标准模型和超对称物质。用解析和数值方法计算了这种物质的微扰衰变率。利用这些结果,数值计算了包括暴胀子在内的每种物质的哈勃参数和相对能量密度。暴胀子的能量密度被证明是消失在一个能量尺度为${\cal{O}}(10^{13})~{\rm GeV}$,标志着结束的再加热期间。新产生的物质背景被证明是在热平衡,与$\simeq 1.13 \times 10^{13}~{\rm GeV}$的再加热温度。为了允许一个$B-L$打破规模充分小于再加热规模,我们扩展了统计方法确定软超对称性破缺参数在以前的工作。其结果是,人们可以确定大量的现象学上现实的初始条件,其中的$B-L$破坏规模是一个数量级或更小的再加热规模。
2018-09-26 hep-th
Reheating the Universe after String Theory Inflation
在膨胀的弦论实现中,膨胀的终点通常是膜-反膜湮灭。我们考虑了膜膨胀后标准模型宇宙的再加热过程。我们确定的暴胀子能量衰减的渠道,级联快子湮灭通过大规模的封闭弦环,KK模式,和膜位移模量较轻的标准模型粒子。宇宙学数据通过严格限制引力子和非标准扇形大规模遗迹中沉积的再加热能量的比例来约束场景。我们估计的能量储存到各种光自由度的开放和封闭的字符串部门,再加热的时间,和再加热温度。引力子的产生在弯曲暴胀中被显著抑制。然而,我们预测在当前宇宙学能量密度的水平$Ω_{GW} \sim 10^{-8}$的剩余引力辐射背景。我们还将我们的分析扩展到多个咽喉场景。在KKLMMT型暴胀模型的单个喉道或多喉道情景的某个子类中,可行的再加热是可能的,但大规模KK模的过度生产造成了严重的问题。如果某些内流形带有近似等距(角KK模),或者如果存在一个长度适中的喉道而不是标准模型喉道,可能与某些隐藏扇区(低洼KK模)有关,则问题会相当严重。
2005-08-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Perturbative Reheating After Multiple-Field Inflation: The Impact on Primordial Observables
我们研究了多场暴胀模型中微扰再热对原始观测量的影响。通过突然衰变计算,我们得到了局域型非线性参数$f_{\rm NL}^{\rm local}$、标量谱指数$n_ζ$和张量标量比$r_T$随暴胀场衰变率变化的解析表达式.我们比较我们的分析结果,一个完全数值的经典场论模拟,发现极好的协议。我们发现,$f_{\rm NL}$,$n_ζ$和$r_T$的再加热阶段的敏感性在很大程度上取决于基本的暴胀模型。我们量化这种敏感性,并讨论必须满足的条件,如果可观察到的预测是不敏感的动态再加热。我们证明,在完成再加热,所有的可观察量采取有限范围内的值,其限制完全由通货膨胀期间的条件。此外,在这两个领域的波动起着重要的作用,在确定充分依赖的动态再加热的观测。通过将我们的形式应用于两个具体例子,我们证明了再加热动力学变化引起的$f_{\rm NL}$、$n_ζ$和$r_T$的变化完全在普朗克的敏感度范围内,因此,在预测多场暴胀模型时必须考虑再加热的影响。我们的最终表达式是非常一般的,包括范围广泛的两个领域的暴胀模型,包括标准的曲率的情况。我们的结果允许一个更统一的方法来研究两个领域的通货膨胀,包括微扰再加热的影响。因此,整个类别的模型可以一起研究,允许更系统的方法通过观察来深入了解早期宇宙的物理学。
2014-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Rolling in the Modulated Reheating Scenario
在调制再加热的情况下,驱动膨胀的场具有空间变化的衰减率,并且由此产生的非均匀再加热过程产生绝热扰动。我们研究在这种情况下产生的密度扰动的统计特性。与先前的分析不同,我们包括了决定暴胀子衰减率的场的动力学。我们表明,这个模场的动态可以显着改变功率谱和双谱的振幅,即使模场具有简单的潜力,其有效质量小于哈勃率。在某些情况下,模的演变将扰动的非高斯性放大到最近对宇宙微波背景的观察所排除的水平。因此,需要适当处理的模量动态准确地计算调制再加热产生的扰动的统计特性。
2014-01-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Chaotic Inflation and Reheating in Generalized Scalar-Tensor Gravity
本文研究了在标量场与曲率之间的非最小耦合以及标量场的Galileon自相互作用下标量-张量引力理论中的慢卷暴胀.此外,我们给出的再加热的持续时间以及通货膨胀后的再加热温度的预测。在给出了一般非极小耦合函数只依赖于标量场和一般标量势的情况下标量和张量扰动的功率谱表达式后,我们着重讨论了幂律耦合函数和混沌二次暴胀的特殊情况.因此,在慢滚近似下,我们面对的预测模型与当前的普朗克约束的频谱指数$n_s$和张量标量比$r$使用$n_{s}-r$平面。我们发现,非最小耦合和Galileon自相互作用效应的组合使我们能够获得更好的结果比在每个效果被单独考虑的情况下,$r$。特别地,我们得到的模型的预测是在$n_{s}$和$r$目前的观测范围内的$95 \%$ C.L区域内,也稍微在$68 \%$ C.L区域内一致。同时,我们通过求解全背景方程研究了暴胀结束后的振荡机制,并在再加热过程中标量场相干振荡的条件下,确定了Galileon和非最小耦合参数的上界.最后,在用一个常数状态方程近似再加热后,我们导出了再加热持续时间、再加热结束时的温度、再加热的状态方程和暴胀的$e$倍数之间的关系,并把它们与暴胀观测量联系起来。
2021-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Delayed Reheating and the Breakdown of Coherent Oscillations
我们分析了暴胀结束后暴胀子场和度规中扰动的演化。我们提出了精确的解析近似的扰动,表明相干振荡的后暴胀凝聚必然打破之前,任何目前的现象学约束要求宇宙成为辐射为主。此外,崩溃发生在长度尺度上,相当于共同运动的后暴胀视界的大小。这项工作对暴胀“匹配”问题和后暴胀宇宙中可能产生的随机引力波背景都有意义。
2010-11-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Quintessential Inflation on the Brane and the Relic Gravity Wave Background
本质暴胀描述了暴胀和暗能量(本质)都由同一个标量场描述的场景。在传统的典型暴胀膜世界模型中,引力粒子的产生被用来重新加热宇宙。这种再加热机制是非常低效的,并且导致重力波的过度产生,这违反了核合成约束并且使模型无效。我们描述了一种在膜上实现典型膨胀的新方法,在这种方法中,膨胀之后是“瞬间预热”(Felder,Kofman & Linde 1999)。在该模型中,再加热温度越高,残余重力波的振幅越小,这与核合成边界是一致的。残留的重力波背景在高频有一个“蓝色”的光谱,是膜上成功的典型膨胀的一般副产品。
2004-09-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Prospects of determination of reheating temperature after inflation by DECIGO
如果宇宙学扰动的张量标量比$r$取一个大值$r\sim 0.1$,这可能是由最近的BICEP 2结果推断的,我们就有希望确定热历史,特别是膨胀后的再加热温度$T_R$。结果表明,升级和upshifted版本的DECIGO可能能够确定$T_R$,如果它位于范围$6\times 10^6< T_R < 5\times 10^7$ GeV和$3\times 10^7<T_R<2\times 10^8$ GeV,分别。虽然这些范围包括一些目前合理的通货膨胀模型的预测,因为每个规格可以探测$T_R$最多十年的范围,我们应该确定DECIGO的规格与充分考虑通货膨胀模型的约束条件,以获得近期的观测温度各向异性和B-模型极化的宇宙微波背景辐射。
2014-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave from Graviton Bremsstrahlung during Reheating
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院理论物理研究所);New York University Abu Dhabi(纽约大学阿布扎比分校);PRISMA+ Cluster of Excellence and Mainz Institute for Theoretical Physics Johannes Gutenberg University(约翰内斯·古腾堡大学PRISMA+卓越集群和迈因茨理论物理研究所);Instituto de Física, Universidad de Antioquia(安蒂奥基亚大学物理研究所)
研究暴胀再加热期间暴胀子衰变通过轫致辐射产生引力子,用两种计算技术,得出三体微分衰变率,计算再加热时随机引力波背景,通过\(\Delta N_\text{eff}\)约束其能量密度,预计探测器对其探测灵敏度。
2026-07-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Covariant evolution of perturbations during reheating in two-field inflation
本文发展了一种协变方法,用于研究再加热相位对双场暴胀模型中的原始绝热扰动和等曲率扰动的影响。为了模拟膨胀结束时标量场衰变为辐射,我们引入了一个处方,其中辐射被视为一个额外的有效标量场,需要我们将两个场的设置扩展到一个三场系统。在这个处方中,辐射和标量之间的耦合可以解释协变的几何量参数化的背景轨迹在三场空间的演变。为了获得具体的结果,我们考虑两种情况,其特征在于在膨胀结束时具有未抑制的等曲率波动:(1)具有乘积指数势的正则两场暴胀,其产生大量的负非高斯性,以及(2)具有超轻场的两场暴胀,其中等曲率模式变得近似无质量的模型,并且其与曲率扰动的相互作用在整个膨胀期间持续。在这两种情况下,我们讨论如何修改他们的预测的耦合的标量场的辐射流体。
2018-05-25 hep-th
Reheating after Inflaton Fragmentation
本研究提出量化暴胀子碎裂对再加热时期粒子产生影响的形式体系,结合晶格模拟探究诱导引力波谱,发现玻尔兹曼方法可准确预测其主要特征。
2023-11-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Leptogenesis, primordial gravitational waves, and PBH-induced reheating
本文提出通过暴胀子主导背景中形成的原初黑洞蒸发实现轻子生成,并结合引力子散射机制扩大参数空间,指出蓝倾斜原初引力波可为探测PBH诱导再加热与轻子生成提供新途径。
2024-08-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Production of Spin-3/2 Particles During Reheating
本文计算再加热阶段由暴胀子凝聚体经引力子交换产生的自旋-3/2 raritron 密度,给出稳定粒子的最小质量约束,并比较含 goldstino 演化的 gravitino 产生与传统机制。
2025-10-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Memory burden effect mimics reheating signatures on SGWB from ultra-low mass PBH domination
本研究分析记忆负担效应对超低质量 PBH 蒸发及 SGWB 双峰谱的影响,指出其可模拟非标准再加热信号,并可通过第一峰探测破除简并。
2024-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph