Predictive Physics of Inflation and Grand Unification for and from the CMB observations
CNRS IN 2 P3 Prospective 2020的这份白皮书重点关注与CMB，引力和粒子物理学有关的现实和及时的通货膨胀情况，在强预测性物理方法中增加了跨学科和统一的价值。由de Vega和Sanchez [1]以及Boyanovsky、de Vega、Sanchez和Destri [2]-[4]发展的金斯伯格-朗道方法中的暴胀公式阐明了暴胀并将其置于粒子物理学的有效场论的背景下。此外，它建立了一个干净的方式，直接面对通货膨胀的预测与现有的和即将到来的CMB数据，并选择一个明确的模型。到目前为止，所有的CMB + LSS数据都显示了金斯伯格-朗道有效暴胀理论在预测观测量方面是多么强大，与包括暴胀能量标度和暴胀子势在内的观测一致，并且在未来还有更多的东西要提供。它为发现、新的学习和理解铺平了道路。
2020-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unification of inflation and cosmic acceleration in the Palatini formalism
本文研究了在引力作用量中增加标量曲率的正负幂次$R$的修正引力模型。这是使用Palatini变分原理完成的。它表明，使用这样一个模型可能被证明是有用的，以解释早期的时间膨胀和后期的宇宙加速，而不需要任何形式的暗能量。
2006-03-18 astro-ph gr-qc hep-th
Dynamical Inflation and Unification Scale on Quantum Moduli Spaces
我们表明，简单的强耦合超对称规范理论与量子模空间可以自然地导致混合暴胀。这些理论不包含输入维数或小参数。有效超势在暴胀子场中是线性的，这确保了超引力修正不会破坏暴胀的慢滚条件。我们构造了一个简单的理论，其中经典的模空间既不表现出大统一体对称性破缺，也不表现出暴胀，而它的量子变形表现出两者。结果，暴胀和大统一的动力学起源和尺度是一致的。
1997-05-19 hep-ph 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
Well-defined $f(Q)$ Gravity, Reconstruction of FLRW Spacetime and Unification of Inflation with Dark Energy Epoch
本文利用度规和标量场构建了良定义的 $f(Q)$ 与 mimetic $f(Q)$ 引力，实现了任意 FLRW 时空的重建，并统一描述了暴胀与暗能量时期，且模型预测与 Planck 数据相符。
2024-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Grand Unification Higgs-$\mathcal{R}^2$ Inflation: Complementarity between Proton Decay and CMB Observables
Marmara University（马尔马拉大学）；Ankara University（安卡拉大学）；University of Warsaw（华沙大学）
该研究提出基于SO(10)大统一理论的Higgs-$\mathcal{R}^2$膨胀模型，通过结合CMB观测与质子衰变实验，解决宇宙膨胀参数的张力问题。
2026-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Triple unification of inflation, dark matter, and dark energy using a single field
我们构造了一个明确的方案，即在早期宇宙中驱动膨胀的相同物质可以包括在现在的宇宙中的暗物质，使用一个简单的二次势。在膨胀和预热之后，暴胀子/暗物质粒子的密度通过一段时间的热膨胀降低到观察到的水平，该时间段已经在文献中出于其他原因而被引用。在弦景观的背景下，我们可以进一步论证这个场的非零真空能量，从而将暴胀、暗物质和暗能量统一为一个基本场。
2008-04-05 astro-ph hep-th
Unification of inflation and dark matter in the Higgs-Starobinsky model
本文研究了Higgs-Starobinsky（HS）模型中暴胀和暗物质的统一图像。如文献所指出的，Starobinsky $R^2$暴胀是由大Higgs曲率（引力子）耦合的量子修正效应引起的。我们从Jordan标架中的非最小耦合HS作用量出发。然后利用保角变换将约当标架作用量变换为爱因斯坦作用量。在宇宙的暴胀阶段，由非最小Higgs耦合的引力作用和Einstein框架中的Starobinsky项导出了暴胀势，其中$R^2$项占主导地位.对于暴胀模型，我们计算了暴胀参数，并与普朗克2015年的数据进行了对比。我们发现，该模型的预测是在良好的协议与普朗克分析。此外，我们还研究了作为暗物质候选者的希格斯场。定性分析了单圈标准模型下Higgs-Starobinsky方案的重整化群方程。利用RGE分析的参数空间解，可以发现暗物质残余丰度隐含着Higgs-引力子耦合的量子效应（$R^2$项）的残余。
2018-12-28 gr-qc hep-ph hep-th
Modified gravity with negative and positive powers of the curvature: unification of the inflation and of the cosmic acceleration
修正的引力，它消除了对暗能量的需要，这似乎是稳定的，被认为是。具有曲率正幂的项支持暴胀时期，而具有曲率负幂的项作为有效的暗能量，支持当前的宇宙加速。等效标量-张量引力可能与最简单的太阳系实验相容。
2003-09-19 astro-ph hep-ph hep-th
Singular inflation from Born-Infeld-f(R) gravity
本文用无物质条件下的简化保角方法研究了Born-Infeld- $f(R)$引力的加速动力学。在这种奇异膨胀方法中实现了膨胀与后期加速的显式统一，这类似于Odintsov-Oikonomou奇异$f(R)$膨胀。我们的模型与最新公布的普朗克数据相一致。
2016-06-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unification of Inflation with Dark Energy in $f(R)$ Gravity and Axion Dark Matter
在这项工作中，我们介绍了一个有效的模型$f(R)$引力包含一个非最小耦合的轴子标量场。轴子场由未对准模型描述，其中原始$U(1)$ Peccei-Quinn对称性在暴胀过程中被破缺，$f(R)$引力由$R^2$模型描述，另外，非最小耦合具有$\sim h(ϕ)R^γ$的形式，其中有$0<γ<0.75$ .通过适当地限制早期的非最小耦合，轴子场保持冻结在其原始真空期望值，$R^2$引力主导了暴胀时代。随着宇宙的膨胀，当PDMATHAMR等于轴子质量PDMATHAMS，并且在$m_a\gg H$的宇宙时间内，轴子场振荡。假设轴子场的演化是缓慢变化的，轴子能量密度的尺度为$ρ_a\sim a^{-3}$，其中$a$是尺度因子，与背景哈勃速率无关，因此表现为冷暗物质。在后期，轴子仍然演变为$ρ_a\sim a^{-3}$，然而哈勃膨胀率，因此宇宙的动力学演化是由包含$\sim R^γ$的高阶导数的项控制的，这些导数与非最小耦合有关，正如我们所证明的，弗里德曼方程在后期的解是近似的德西特演化。后期的德西特哈勃速率标度为$H\sim Λ^{1/2}$，其中$Λ$是理论的积分常数，其允许值非常接近宇宙学常数的当前值。最后，该理论预测了暴胀前的原始刚性时代的存在，在这个时代，轴子的能量密度按$ρ_a\sim a^{-6}$标度。
2019-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unification of Inflation and Dark Energy from Spontaneous Breaking of Scale Invariance
我们提出了一类新的引力物质模型定义在两个独立的非黎曼体积形式（替代一般协变积分测量密度）的时空流形。对于物质，我们选择适当的指数形式的标量场势，使得整个引力-物质系统在整体Weyl标度对称下保持不变。相关运动方程的解产生二维积分常数，其自发地打破全局Weyl标度不变性。在由此产生的有效爱因斯坦框架的引力物质系统中，我们得到一个有效的标量物质场的潜力，有一个有趣的宇宙学应用，即，它允许一个统一的描述早期宇宙膨胀和当今的暗能量。
2015-01-22 gr-qc hep-th
Can F(R)-gravity be a viable model: the universal unification scenario for inflation, dark energy and dark matter
本文综述了$F(R)$ -重力的可行性。我们证明了最近的宇宙加速、辐射/物质主导时代和暴胀可以在$F(R)$ -引力框架下统一实现。对于某些类型的$F(R)$ -引力，牛顿定律的修正是非常小的，并且没有所谓的物质不稳定性（产生额外标量自由度的非常重的正质量）。本文还评述了修正引力下的重建方案，并证明了宇宙膨胀的{ \it any}时间演化可以在$F(R)$ -引力中实现。特别注意的是修改后的重力统一膨胀与宇宙加速度，并通过当地的测试。事实证明，这样的理论也可以描述暗物质。
2008-01-31 astro-ph gr-qc hep-ph
Graviweak Unification in the Visible and Invisible Universe and Inflation from the Higgs Field False Vacuum
在本文中，我们发展的自洽$Spin(4,4)$不变模型的统一重力与弱$SU(2)$相互作用的假设存在的宇宙中的可见和不可见部门。结果表明，在标准模型（SM）中预测两个简并真空的多点原理的后果建议暴胀理论，其中暴胀子场$σ$开始被困在宇宙的“假真空”中的冷相干态中，希格斯场的VEV $v\sim 10^{18}$ GeV（在可见世界中）。然后，两个希格斯偶极子场，可见$ϕ$和镜像$ϕ'$的暴胀，导致了SM真空的出现，在电弱标度与希格斯玻色子VEV $v_1\approx 246$ GeV和$v'_1=ζv_1$（与$ζ\sim 100$）分别在可见和不可见的世界。
2015-07-16 hep-ph hep-th
Modified gravity as realistic candidate for dark energy, inflation and dark matter
本文综述了几个通过太阳系和宇宙学检验的局部修正引力模型中早期暴胀与晚期加速的统一。同时也证明了对作用量的非定域引力修正并不破坏这种统一的可能性。这种模型中的复合引力子自由度引起了暗物质效应。
2008-10-09 astro-ph gr-qc hep-th
Inflation and Large Internal Dimensions
我们考虑了大内部维度模型中暴胀的某些方面。在低统一尺度（M ~ 1 TeV）模型中，如果三维壁面上的暴胀发生在内部尺寸稳定后，暴胀子场必须是极轻的。这个问题可能会消失在模型与中间（M ~10^{11} GeV）到高（M ~ 10^{16} GeV）统一尺度。然而，在所有这些情况下，壁膨胀并不提供视界和平坦度问题的完整解决方案。为了解决这些问题，在内部尺寸紧化之前，必须有一个体积膨胀阶段。
1998-12-12 astro-ph gr-qc hep-ph
False Vacuum Higgs Inflation and the Graviweak Unification
在本文中，我们开发了一个模型的基础上的希格斯玻色子的引力弱统一预测的非最小耦合的希格斯暴胀。但后来我们通过从Jordan框架到Einstein框架的保角变换，去掉了与引力的非最小耦合。我们构造了一个自洽的$Spin(4,4)$不变模型的统一重力与弱$SU(2)$相互作用的假设存在的可见和不可见的部门的宇宙。假设普通希格斯场和镜像希格斯场之间的相互作用，我们发展了一个特殊的混合暴胀模型。根据这个模型，暴胀子从宇宙的“假真空”中被捕获，希格斯场为VEV $v\sim 10^{18}$ GeV（在可见世界中）。然后两个希格斯偶极子场，可见$ϕ$和镜像$ϕ'$的暴胀导致了标准模型真空的出现，在电弱尺度下，希格斯玻色子VEV $v_1\approx 246$ GeV和$v'_1=ζv_1$分别在可见和不可见世界中。考虑到宇宙学的结果，并计算了$N^*$的e-折叠数，我们对$N^*\simeq 50-60$预言了$ζ\simeq 100-115$，与已有的破镜宇称模型的结果一致.我们还考虑了RGE，考虑到混合项-普通希格斯玻色子和镜像希格斯玻色子之间的相互作用，假设混合耦合很小。
2016-01-07 hep-ph hep-th
Unification of Cosmology and Second Law of Thermodynamics: Solving Cosmological Constant Problem, and Inflation
我们在这里试图把热力学第二定律和其他定律统一起来，或者至少在热力学第二定律后面建立一个定律。假设没有微调，具体地说，通过随机哈密顿量，我们认为，只是从运动方程-但{ \em没有}第二定律-熵不能先上升，然后再下降，除非有相当严格的限制S_{large} \le S_{small 1} + S_{small 2}。这里S_{large}是中间时期的“大”熵，而S_{small 1}和S_{small 2}分别是S_{large} -时期之前和之后的特定时间的熵。根据这个“熵没有强极大值”的定理，一个循环时间的S^1模型世界的熵最多可以变化2倍，并且在现象学上是不现实的。对于一个开放的时间轴（- \infty，\infty）={ \bf R}，如果我们不能得到熵最大的最可能发生的情况（即热寂从一开始就已经发生），就需要热力学第二定律背后的某种定律。我们表示这样一个法律背后的第二定律-或统一的第二定律与其他-通过分配一个概率权重PDMATHAMT寻找世界/系统在相空间中的各个地方。在这样的模型中，$P$几乎与其余部分统一为P = exp（-2 ~ S_{Im}），其中S_{Im}作为作用量的虚部。我们很自然地推导出第二定律用于实际目的，一个大爆炸与双边的时间方向和一个底部的需要在汉密尔顿密度。假设宇宙学常数是一个动力学变量，在这个意义上，它被视为“初始条件”，我们甚至解决了我们的模型中的…
2005-09-28 gr-qc hep-th
Inflation from High-Scale Supersymmetry Breaking
接近大统一尺度的超对称破缺可以解释宇宙暴胀。正如我们在本文中所证明的，这可以在强耦合超对称规范理论中实现，这样暴胀和超对称破缺的能量标度是动态产生的。因此，这两个尺度是相互关联的，与普朗克尺度相比呈指数抑制。作为一个例子，我们考虑一个动力学模型，在该模型中，测量一个全球性的味道对称性的超临界破坏部门引起的Fayet-Iliopoulos D项。这导致成功的D项混合通货膨胀与所有的理论和唯象约束。规范味对称性可以用U（1）_B-L表示，其中B和L分别表示重子数和轻子数。最后，我们得到了一个一致的宇宙学方案，提供了一个统一的图片，高尺度的超对称性破缺，可行的D项混合通货膨胀，自发的B-L破缺的大统一的规模，重子通过leptogenesis，和标准模型中微子质量由于I型跷跷板机制。
2018-06-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Fluid: Towards a unification of empirical theories of galaxy rotation, Inflation and Dark Energy
暗物质的经验理论如MOND引力和暗能量的经验理论如f（R）引力都是由天文数据激发的。但是，这些理论会不会是植根于一个更普遍因而更自然的框架的分支呢？在这里，我们提出了这样一个框架的基础上简单的量纲分析和协变对称性要求的自然拉格朗日，并探索各种结果在自上而下的方式。我们的框架保留了GR的协变公式，但允许扩展的物理度量被时空中流动的一种新的暗流体弯曲。它的非均匀应力张量和电流矢量是可变范数的矢量场的简单函数，类似于光子流体的4矢量电磁势描述，但是是暗的（例如，通过从重子辐射流体的非常早的去耦）。暗流体框架自然地分支成具有暗能量和暗物质效应的连续理论谱，包括作为极限情况的$f(R)$引力、类TeVeS理论、爱因斯坦-以太和$νΛ$理论。当矢量场退化为纯的类希格斯标量场时，我们得到了暴胀子和精粹的物理性质。在这个广泛的背景下，我们强调的非恒定动力学领域背后的宇宙学常数的影响，并突出合理的修正超出了经典的MOND预测。可以选择参数来传递BBN、PPN和因果关系约束。暗流体的灵感来自于统一/简化先前构造的天文学成功成分：暴胀子加上精粹加上冷DM粒子场或MOND类标量场的预期效果在很大程度上仅由一个矢量场实现。
2008-04-10 astro-ph gr-qc hep-th
Trans-Planckian Censorship and Inflation in Grand Unified Theories
最近提出的trans-Planckian censorship猜想（TCC）相当于声称暴胀能量标度大于Lambda_inf^max ~ 10^9 GeV的暴胀模型属于沼泽地，即，不能嵌入到量子引力的一致性理论中。在本文中，我们指出这个约束在D项混合暴胀（DHI）中可以很容易地得到满足，这是超对称大统一背景下的一个动机良好的暴胀场景。在DHI中，原初标量功率谱的振幅来源于统一标度sqrt{xi} ~ 10^16 GeV量级的费耶特-伊利奥普洛斯项。与此同时，变矩效应导致相应规范耦合常数的上限为g_max ~ 10^-14。我们能够证明，这一约束转化为m_3/2^max ~ 10 MeV的引力子质量的上限，这打开了暗物质是由热产生的引力子解释的可能性，如果再加热温度接近T_reh ~ 100 TeV。有趣的是，最近在一个模型中导出了一个有点类似的引力子质量范围，该模型旨在用轴子精髓解释暗能量，并通过衰变的引力子暗物质解决哈勃张力。
2020-03-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Singular inflation from generalized equation of state fluids
我们研究模型的广义非齐次状态方程流体，在奇异通货膨胀的背景下，专注于所谓的IV型奇异演化。在最简单的情况下，这种宇宙流体由具有常数$w$的状态方程描述，因此通过使用状态方程的一般形式来实现对这种常数$w$流体的直接修改。我们研究从广义唯象状态方程的模型，IV型奇异暴胀可以产生，这种奇异性的唯象意义是什么。我们支持我们的结果与说明性的例子，我们还研究了IV型奇点的影响上的慢滚参数和观测的通货膨胀指数，显示与普朗克任务结果的一致性。对特定的广义流体，本文还提出了奇异暴胀与奇异暗能量时代的统一。
2015-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the thermodynamic origin of the initial radiation energy density in warm inflation
在暖暴胀情景中，辐射总是存在的，因此暴胀开始时辐射能量密度也被假定为有限的。为了找出初始辐射能量密度不为零的原因，我们重新分析了一个热膨胀模型，并通过考虑总能量动量张量的不为零的迹，导出了一个与温度相关的有效势相称的有效Stefan-Boltzmann定律.有效的Stefan-Boltzmann定律表明，在大统一时期，辐射的零能量密度增加，直到暴胀开始，并最终在暖暴胀的初始阶段变得有限。利用上述有效的Stefan-Boltzmann定律，我们还研究了宇宙学标量扰动，得到了在暴胀结束时GUT重子生成所需的足够辐射能量密度。
2016-11-10 gr-qc hep-th
Modified non-local-F(R) gravity as the key for the inflation and dark energy
我们考虑FRW宇宙学在非局部修正引力。它的局部标量张量制定。它明确表明，这种理论可能导致统一的早期暴胀与晚期宇宙加速。对于特定的动作形式，可能会出现精华或幻影时代。本文还研究了耦合非定域F（R）引力。结果表明，这种理论与太阳系实验一致，可能导致已知的宇宙历史序列：暴胀，辐射/物质优势和黑暗时代。
2007-12-03 astro-ph 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
Mimetic $F(R)$ gravity: inflation, dark energy and bounce
我们提出了模拟的$F(R)$理论，并研究了该理论中的早期和晚期加速度。证明了在这种理论中可以实现与观测数据一致的暴胀。重建现实的$Λ$ CDM纪元也是可能的，早期暴胀与晚期加速或反弹宇宙也是可能的。强调了特定宇宙演化是由不同于常规$F(R)$引力的拟$F(R)$理论所支配的。给出了相应的算例。通过在具有特定Lagrange乘子约束的方便$F(R)$引力公式中加入标量势，推广了拟$F(R)$引力.通过选择相应的标量势和/或函数$F(R)$，该理论可以接受任意的宇宙演化.
2014-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Correlated curvature perturbations and magnetogenesis from the GUT gauge bosons
在大统一尺度下的混合暴胀背景下，研究表明，如果不间断大统一群的规范玻色子（部分）从暴胀中获得平坦的超视界扰动谱，它们可以影响甚至产生观测到的曲率扰动，同时产生能够解释银河系磁性的相当大的原初磁场。该机制采用了大统一破缺后的超大质量大统一规范玻色子的矢量曲率思想。
2013-01-17 astro-ph hep-ph hep-th
High-energy density implications of a gravitoweak unification scenario
我们讨论了最近提出的一个方案，在attometer尺度上的宏观引力变形为弱相互作用如何影响我们目前对高能量密度现象的理解。我们发现基本费米子的汤川耦合与它们的事件视界直接相关，通过规范相互作用为它们的可观测性设置了一个上限$y_f\leq \sqrt{2}$。具有较大汤川耦合的粒子并不排除，但应该只在引力作用下相互作用，这为暗物质提供了一个天然的候选者。此外，量子真空对宇宙学常数的贡献相对于目前的估计减少了几个数量级。牛顿引力常量的预期运行可以为宇宙的暴胀阶段提供一个可行的替代方案。
2014-12-15 gr-qc hep-ph hep-th
Kinetically Modified Non-Minimal Higgs Inflation in Supergravity
我们考虑模型的混沌通货膨胀的共轭对希格斯超场参与自发破缺的大统一对称性的规模假设其超对称值的实部驱动。我们结合了一个超势，这是唯一确定的应用连续R对称性，一类对数或半对数Kahler潜力，表现出突出的移位对称性与微小的违规，其强度分别由c-和c+量化。暴胀观测值与最近的BICEP 2/凯克阵列和普朗克实验结果非常吻合，设定值为3.5x10^-3<=r+-=c+/c-<=1/N，其中N=3或2是对数的前因子。暴胀可以达到亚普朗克暴胀值与相应的有效理论保持微扰么正性的普朗克尺度。
2016-01-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Monopoles, Strings and Gravitational Waves in Non-minimal Inflation
我们讨论了如何在$SO(10)$大统一的拓扑稳定的中间质量（$\sim 10^{14}$ GeV）单极子的可观测的数密度生存的通货膨胀驱动的科尔曼-温伯格潜力和非最小耦合的暴胀场引力。标量谱指数$n_s$与目前的观测结果非常一致，张量与标量的比值$r\gtrsim 0.003$也与目前的观测结果非常一致。该模型还预测存在中等尺度拓扑稳定的宇宙弦，它们的引力波谱反映了相关对称性破缺所经历的宇宙暴胀的数量。这些原始单极子和来自弦的随机引力波背景的发现将为早期宇宙对称性破缺模式提供重要的新见解。
2023-03-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Hyperbolic symmetries, inflaton-phantom cosmology, and inflation
使用双曲复平面，我们研究实现的基本双曲对称性作为一个内部的对称性，使宇宙学和粒子物理学的兴趣的标量场的统一。这样的统一是沿着物理学中使用的通用处方实现的，避免了使用在其他方法中出现的概念，如欧几里得化，非正则拉格朗日和隐藏结构。本方案中构造的标量势是从下面有界的，并研究了上述非紧对称性的自发对称性破缺的实现。这些具有精确/破缺双曲对称性的势的轮廓在性质上复制了暴胀模型中所用的势的轮廓，并作了详细的比较.此外，同伦约束的拓扑诱导相应的真空流形，限制了存在的拓扑缺陷与连续对称性，只允许那些缺陷与离散对称性;这些结果的一致性与目前的观测测试从LIGO/处女座合作，和地面实验的基础上同步网络的原子磁力计。最后，用非线性薛定谔方程的双曲形式确定了模型的非相对论极限.
2020-01-10 hep-th physics.gen-ph
Singular Inflationary Universe from $F(R)$ Gravity
与破碎奇点不同，所谓的IV型有限时间奇点提供了宇宙平稳通过它的可能性，而不会产生任何灾难性的影响。接下来的问题是，IV型奇点的影响是否可以在宇宙演化过程中被探测到。在本文中，我们解决这个问题的背景下，$F(R)$重力。正如我们所证明的，IV型奇点的影响出现在哈勃流参数，这决定了宇宙学系统的动力学演化。因此，我们研究了各种包含IV型奇点的暴胀模型，奇点发生在暴胀的末端。特别是我们研究了一个玩具模型和一个奇异版本的$R^2$重力哈勃率。正如我们所表明的，一些哈勃流参数在奇点处变得奇异，这种效应表明在该点处发生了动力学不稳定性。这种动力学不稳定性最终表明了暴胀的优雅退出。我们证明了玩具模型在奇点处有一个不稳定的de Sitter点，因此确实可以触发优雅的退出。在奇异暴胀模型的情况下，优雅退出以标准方式进行。在奇异暴胀模型的情况下，我们发现了奇异演化的各种情况，其中大多数是与观测兼容的，只有一个导致严重的不稳定性。我们还比较了普通的Starobinsky模型和奇异暴胀模型，指出了它们在定性和定量上的区别。最后，我们研究了玩具模型和奇异暴胀模型的晚期动力学，并证明了早期和晚期加速度的统一是可以实现的。我们还表明，它是可能实现晚时间加速类似的$Λ$ -冷暗物质模型。
2015-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Variants of Kinetically Modified Non-Minimal Higgs Inflation in Supergravity
我们考虑模型的混沌膨胀驱动的一个共轭对希格斯超场参与自发破缺的大统一对称性的规模假设其超对称值的实部。采用Kaehler势，其突出的移位对称部分与c-成比例，并且与c+成比例的微小违反包含在对数中，我们表明，暴胀观测值与最近的普朗克和Bicep 2/Keck阵列结果设置非常匹配，例如，0.0064<= c+/c-<1/N其中N=2或3是对数的前因子。这些前因子从它们的整数值以上的偏差也进行了探讨和山顶通货膨胀发生的区域是本地化的。此外，我们分析了两种不同的可能的稳定机制的非暴胀伴随的超场，一个绑在高阶项和一个只有二次项内的参数的对数与正前因子Ns<6。在所有情况下，暴胀可以达到次普朗克暴胀值与相应的有效理论保留微扰么正性普朗克尺度。
2016-11-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
$f(R)$ Gravity Inflation with String-Corrected Axion Dark Matter
一段时间以来，人们都知道，由弦激发的$ν(ϕ)\tilde{R}R$形式的轴子项，也被称为陈-西蒙斯项，不会影响平坦弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙的标量扰动和背景演化。在本文中，我们研究和量化的影响，存在上述术语的背景下，真空$f(R)$。特别地，我们假设在暴胀过程中存在轴向暗物质，并以定量的方式研究了轴向陈-西蒙斯项对张量扰动的影响。轴子场被量化的规范标量场，与破缺Peccei-Quinn对称。将轴子完美地描述为潜在的暗物质候选者的模型是基于所谓的未对准机制，在这种情况下，在$H\gg m_a$早期，轴子被冻结在其非零真空期望值附近。实际上，暴胀时代主要由$f(R)$引力和陈-西蒙斯项控制。正如我们所证明的，陈-西蒙斯项可以实现使一个不可行的$f(R)$引力理论是唯象可行的，由于张量标量比显着减少的事实，这同样适用于张量扰动$n_T$的谱指数。通过研究Starobinsky模型中存在的Chern-Simons项，我们还证明了进一步减少原始引力辐射量的可能性。对宇称破缺引力波、轴子振荡导致的膨胀的优雅退出以及最终在同一$f(R)$引力-轴子暗物质模型中暗能量-膨胀和轴子暗物质的统一等问题也作了简要的讨论。
2019-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravi-Weak Unification and Multiple Point Principle
我们构造了一个引力与弱$SU(2)$规范场和"Higgs"标量场的统一模型。我们假设宇宙中存在一个可见的和一个不可见的（隐藏的）部分。我们使用普列班斯基四维引力理论的推广，其中基本场是包含四分场、自旋连接和附加辅助场的两种形式。考虑到$Spin(4,4)$不变的扩展Plebanski作用量，我们恢复了宇宙两个（可见和不可见）部分的作用量。引力弱统一（GW）对称破缺后，其物理常数（牛顿常数、宇宙学常数、YM耦合等），由GW统一的参数$g_{uni}$确定。讨论了如果在GW统一中出现的希格斯场是标准模型中的希格斯场，那么根据多点原理，希格斯场的真空值是希格斯场有效势的第二个最小值的观点是不成立的。那么另一个标量"希格斯"场，给出了暴胀场和轴子场，有一个普朗克尺度的期望值，并且可能有更好的机会成为与引力统一的标量场。
2013-12-23 hep-ph hep-th
Dark energy, inflation and dark matter from modified F(R) gravity
我们回顾了修正的$F(R)$引力作为描述可观测宇宙膨胀历史的现实候选者。我们证明了最近的宇宙加速、辐射/物质主导时代和暴胀可以在$F(R)$ -引力框架下统一实现。对于某些可行的$F(R)$ -引力类，牛顿定律得到遵守，并且没有所谓的物质不稳定性（产生额外标量自由度的非常重的正质量）。本文还评述了修正引力下的重建方案，并证明了宇宙膨胀的{ \it any}时间演化可以在$F(R)$ -引力中实现。这些模型仍然是现实的，也在非最小的引力耦合与通常的物质的存在。它表明，同一模型，通过本地测试，并预测统一的宇宙加速膨胀也描述暗物质由于存在额外的标量自由度和变色龙机制。
2008-07-05 astro-ph gr-qc hep-th
Gravitational reheating and superheavy Dark Matter creation after inflation with non-minimal coupling
本文讨论了超重粒子$χ$在暴胀情形下的引力创生，暴胀子$φ$和Ricci曲率$ξφ^2 R/2$之间存在非最小耦合。我们发现，对于大常数$ξ>> 1$，可以有大量的生产粒子$χ$的质量大大超过膨胀哈勃率$H_{infl}$，高达$(a~few) \times ξH_{infl}$，即使他们是共形耦合到重力。我们讨论了两个方案，涉及这些引力产生的粒子$χ$。在第一种情况下，暴胀子与物质扇区只有引力相互作用，粒子$χ$重新加热宇宙。在这幅图中，暴胀子的衰变只归因于宇宙膨胀，并有效地贡献了暗辐射，其可以是可观测的大小。现有的限制暗辐射导致的再加热温度的上限。在第二种情况下，粒子$χ$构成暗物质，如果基本上稳定的话。在这种情况下，他们的典型质量应该在大一统尺度的范围内。
2020-09-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Monopoles and Strings, Inflation, and Gravity Waves
我们考虑出现在非超对称$SO(10)$和$E_6$大统一模型中的磁单极子和磁弦，注意各种对称性破缺方案中的规范耦合统一和质子衰变。无量纲弦张力参数$Gμ$跨越范围$10^{-6}-10^{-30}$，其中$G$是牛顿常数，$μ$是弦张力。我们展示了如何与质量$\sim 10^{13}-10^{14}$ GeV和流量$\lesssim 2.8\times 10^{-16}$ ${\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1}\mathrm{sr}^{-1}}$，和宇宙弦与$Gμ\sim 10^{-11}-10^{-10}$生存通货膨胀，并存在于宇宙中的一个可观测的水平。我们估计的重力波谱宇宙弦考虑到通货膨胀驱动的科尔曼-温伯格潜力。张量标量比$r$介于$0.06$和$0.003$之间，取决于暴胀情景的细节。
2021-03-15 hep-ph hep-th
A Predictive $SO(10)$ Model
我们讨论了一个非超对称的$SO(10)$模型补充Peccei-Quinn对称性的一些可检验的预测。我们利用$SO(10)$的对称破缺模式，产生统一的标准模型规范耦合，与统一尺度也链接到由$SO(10)$单线态标量场与科尔曼-温伯格势驱动的通货膨胀。超重规范玻色子介导的质子衰变可能在拟议的超神冈实验中观察到。由于从$SO(10)$的$Z_2$规范对称性未破缺，该模型预测存在一个稳定的中间质量费米子，与轴子一起，提供了所需的暗物质的遗迹丰度。该模型还预测存在中等规模的拓扑稳定的单极子和字符串，生存的通货膨胀。单极子可能存在于宇宙中可观测的水平。我们估计的随机引力波背景发出的字符串，并表明，它应该是可测试的一些计划和建议的空间和陆地为基础的实验。最后，我们展示了如何观察到的重子不对称性在宇宙中实现通过非热leptogenesis。
2022-12-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Higgs inflation in Weyl-invariant Einstein-Cartan gravity
本文研究Weyl不变爱因斯坦-嘉当引力与标准模型耦合下的暴胀动力学，通过将引力起源的类轴子粒子视为近似无质量，证明希格斯场可以驱动暴胀。
2025-11-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Grand Unification and Intermediate Scale Supersymmetry
在最小场含量和超对称希格斯混合参数的有趣范围（0.5 < tan^2 β< 2）下，超伴子质量尺度\tilde{m}被发现处于中间尺度，约为10^{10 \pm 1} GeV，接近标准模型希格斯四次耦合通过零点的位置。对于任何4d超对称大统一对称性被真空期望值自发破缺，如果超势相互作用被R对称性所禁止，则未被吃掉的八重态和弱三重态的质量为\tilde{m}。超伴子态和π_{8，3}态的结合导致了规范耦合统一的成功，消除了最小标准模型统一中灾难性的高质子衰变率。如果\tilde{m} ~ 10^{11} GeV，则在未来的实验中可以看到质子衰变，但如果更低，则不会。如果膨胀后的再加热温度T_R小于\tilde{m}，则暗物质可能是轴子。如果T_R > \tilde{m}，热LSP暗物质可能导致TeV尺度LSP的环境选择，要么是维诺，要么是希格斯诺，它可能包括所有或只有一个组成部分的暗物质。在Higgsino的情况下，暗物质被发现在直接检测实验中表现为非弹性的，规范耦合统一准确地发生，而不需要任何阈值校正。
2014-03-01 hep-ph hep-th
Reconstructing the universe history, from inflation to acceleration, with phantom and canonical scalar fields
我们认为重建技术的理论与一个单一的或多个（幻影和/或规范）标量场。通过几个例子，明确地证明了统一了早期暴胀和晚期加速的宇宙膨胀历史可以在标量-张量引力中实现。这是推广到一个标量场的理论耦合非极小的曲率和一个Brans-Dicke-like理论。不同的例子统一的通货膨胀与宇宙加速，其中德西特，幻影，和精髓型领域发挥的根本作用-在不同的组合-制定。具体地，研究了de Sitter空间标量场理论的标架依赖性和稳定性。最后，对于两个标量理论，后期的时间加速和早期的通货膨胀时期成功地重建，在现实的情况下，在越来越严格的观测范围得到满足，使用自由选择的标量场潜力，和动力因子。
2008-03-28 hep-th
Tunneling cosmological state revisited: Origin of inflation with a non-minimally coupled Standard Model Higgs inflaton
我们提出了一个隧道宇宙态的路径积分公式，它允许一个一致的重整化和重整化群（RG）的量子宇宙学粒子物理应用的改进。我们将这个公式应用到由标准模型（SM）希格斯玻色子玻色子驱动的暴胀宇宙学中，它扮演着一个与引力有着强的非最小耦合的暴胀子的角色。这样就得到了一个完整的宇宙学方案，它包含了暴胀背景的初始条件的形成，暴胀背景的形式是暴胀场分布中的一个尖锐的概率峰，以及在此背景上不断产生的宇宙微波背景（CMB）谱。这个概率峰的形成是基于相同的RG机制，该机制是产生CMB谱的基础，该CMB谱最近被证明与希格斯质量范围$135.6 {\rm GeV} \lesssim M_H\lesssim 184.5 {\rm GeV}$中的WMAP数据兼容。这给生活带来了一个令人信服的统一量子宇宙学与粒子唯象学的SM，暴胀理论，和CMB观测。
2009-11-07 hep-th
Unifying phantom inflation with late-time acceleration: scalar phantom-non-phantom transition model and generalized holographic dark energy
提出了基于幻影宇宙学的早期宇宙和晚期宇宙的统一途径。我们考虑在动力学项前含有通常势和标量耦合函数的引力-标量系统。因此，幻影-非幻影跃迁的可能性以这样一种方式出现，即宇宙在早期和晚期都可能有有效的幻影状态方程。事实上，振荡的宇宙可能有几个幻影和非幻影阶段。作为第二个模型，我们建议广义全息暗能量红外截止确定FRW参数的组合：哈勃常数，粒子和未来的视野，宇宙学常数和宇宙寿命（如果有限）。根据模型的具体选择，会出现许多有趣的效应：解决巧合问题的可能性，幻影分界线的跨越以及早期暴胀和晚期加速幻影宇宙的统一。本文还讨论了全息熵在幻影时代减小的界。
2006-04-04 astro-ph gr-qc hep-ph
GUT Phase Transition and Hybrid Inflation
混合暴胀的超对称模型之所以有趣，不仅因为它的自然性，还因为另一个原因。用COBE标准化方法确定了它的能量标度为10^15 - 10^16 GeV。它恰好是粒子物理学中感兴趣的能量标度，即右手中微子的质量标度或规范耦合统一的能量标度。如果混合暴胀与U（1）_B-L或GUT对称性破缺有关，那么它确实会产生拓扑缺陷，因而不能简单地把粒子物理模型与暴胀模型等同起来。但这些缺陷在修改后的模型中并不一定存在。在这篇文章中，我们证明了最小超对称混合暴胀模型的一个相当简单的扩展是没有单极子或宇宙弦的。此外，它恰好与SU（5）统一理论的一个动机良好的扩展完全相同。真空能量主要由F项决定。当模型用D-膜实现时，η-问题不一定严重。虽然人们认为当真空能量由F项控制时，耦合常数必须很小，但这种约束也不适用于D膜模型。它们是由于一种特殊形式的Kahler势和模型的相互作用。并对再加热工艺进行了讨论。
2004-03-11 hep-ph hep-th
Initial and final de Sitter universes from modified $f(R)$ gravity
可行的模型，修改后的重力，满足本地以及宇宙学的测试进行了研究。它表明，这样的高度非线性模型的某些版本表现出乘德西特宇宙的解决方案，这往往是成对出现，是其中一个稳定和其他不稳定。它明确地表明，对于某些值的参数，它是可能的，找到几个德西特空间（作为一项规则，数字），其中一个可以用于暴胀阶段，而另一个可以用于描述的暗能量时代。数值演化的有效状态方程参数也被提出，这些模型可以被认为是自然的候选人的统一早期的通货膨胀与后期的时间加速通过dS临界点。此外，基于de Sitter解，我们构造了可能出现在（前）暴胀阶段的多重SdS宇宙。研究了它们的热力学性质，并比较了它们的自由能。
2009-01-15 astro-ph gr-qc hep-th
