Inflaton phenomenology via reheating in light of primordial gravitational waves and the latest BICEP/$Keck$ data
本研究结合PLANCK、BICEP/$Keck$最新数据与原初引力波等约束，针对三种暴胀模型和两种再加热动力学，推导暴胀子参数等物理量的唯象学约束，展现宇宙学观测寻找新物理的潜力。
2023-07-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
WIMPs, FIMPs, and Inflaton phenomenology via reheating, CMB and $ΔN_{eff}$
本文分析了暴胀后通过引力与非引力衰变通道的再加热动力学，结合$α$-吸引子模型探讨了暴胀子衰变、CMB功率谱与暗物质产生的联系，揭示了引力衰变在设定暗物质质量上限中的关键作用及FIMP和WIMP的实验现象学影响。
2023-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phenomenology of Inflaton-Driven Early QCD Confinement and Solution to Axion Isocurvature Problem
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Harvard University（哈佛大学）；University of Utah（犹他大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Nordic Institute for Theoretical Physics (NORDITA)（北欧理论物理研究所）
通过暴胀子与标准模型胶子的直接耦合，在暴胀期间动态提高QCD禁闭标度，使轴子足够重以抑制CMB时期的等曲率扰动，并利用暴胀后期或再加热后的涨落产生暗物质，同时QCD修正可改变标量谱指数。
2026-06-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The phenomenology of trapped inflation
陷获暴胀是一种机制，其中运动暴胀子产生的粒子是暴胀子运动方程中的主要摩擦源。产生的场源暴胀子扰动，占主导地位的真空。我们采用的暴胀零模和它的扰动，这是在原来的工作中被困的通货膨胀，我们扩展到二阶的扰动方程组。我们建立在这项研究的基础上，通过更新实验的约束条件，并取代现有的近似解更准确的。我们得到一个不同的数值的标量功率谱的振幅，和一个参数不同的结果的双谱。这对捕获暴胀模型中参数空间的允许区域以及在该区域中获得的一些唯象结果具有影响。在允许区域内的主要结果是：单式膨胀子势，如$V \propto φ,\, φ^2$，可以与数据相容，（在允许区域的一部分）暴胀子在暴胀的所有“可观测”阶段都可以是次普朗克的;来自这种机制的引力波太小，在可预见的未来无法观测到;对于正等边构型，在允许的区域内得到了非高斯参数$-60 < f_{\rm NL} < -20 $，它对模型参数和暴胀子势参数有轻微的依赖性。
2016-12-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Particle Production During Inflation: Observational Constraints and Signatures
在各种暴胀模型中，暴胀子的运动可以在暴胀期间触发一些非暴胀子粒子的产生，例如经由参数共振或相变。暴胀过程中的粒子产生导致了宇宙学涨落中的可观测量，例如原始功率谱和非高斯性。在这里，我们关注的是暴胀子场和等暴胀子场在暴胀过程中通过耦合g^2（x_0-x_0）^2χ^2相互作用的原型场景。由于先前的几项研究已经暗示了在观测到的原始功率谱中存在局部“毛刺”，这与最简单的幂律模型不一致，因此确定这种异常可以在多大程度上由这个简单且动机良好的模型来解释是有趣的。我们的原型方案预测的原始功率谱中的凹凸状功能，而不是振荡的“振铃”模式，如先前所假设的。我们讨论了这些功能的观测约束。我们发现，颠簸幅度高达10%的通常的标度不变的波动，从通货膨胀是允许的尺度相关的宇宙微波背景实验。我们的结果暗示了耦合g^2的上限，这对于评估暴胀粒子产生所产生的非高斯性的可探测性至关重要。我们还讨论了更复杂的功能，从叠加粒子生产的多个实例。最后，我们指出了一些微观实现的这种情况下，在弦论和超对称性和讨论的影响，我们的约束流行的膜/轴子单值暴胀模型。
2009-12-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Phenomenology and Cosmology of No-Scale Attractor Models of Inflation
最近，我们提出了基于无标度超引力的模固定、暴胀、超对称破缺和暗能量的吸引子模型。在本文中，我们发展的现象学和宇宙学方面的这些无标度吸引子模型，支持其物理应用。我们考虑的模型中，通货膨胀是由一个模场（$T$型）与超对称破缺的Polonyi场，或一个物质场（$ϕ$型）与超对称破缺的模场驱动。我们推导出可能的模式的软超对称性打破条款，这取决于在$T$型模型是否Polonyi和/或物质领域是扭曲的或没有，并在$ϕ$型模型的暴胀子和/或其他物质领域是扭曲的或没有。在$ϕ$型模型中，我们能够直接将超对称破缺的尺度与暴胀子质量联系起来。我们还讨论了从熵考虑和暗物质的密度的机制，通过高阶项的无标度Kähler势稳定的模场的宇宙学约束。
2020-08-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Phenomenology of fermion production during axion inflation
我们研究了费米子通过与赝标暴胀子的导数耦合产生的过程以及所产生的费米子对标量原初微扰的影响。我们提出的标量功率谱的修改，由于所产生的费米子的分析结果，我们估计的振幅的非高斯性在等边制度。值得注意的是，我们发现了一个制度，费米子的影响给标量谱的主要贡献，而双谱的振幅是小的，并与观察一致。我们还注意到存在一个制度，在该制度中的费米子的反作用的暴胀子的零模式的演变可以导致通货膨胀，即使暴胀子的潜力是陡峭的，不满足慢滚条件。
2019-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Hybrid inflation with moduli stabilization and low scale supersymmetry breaking
本文研究了文献[1]中的超引力混合暴胀模型。[1]在存在模域的情况下。η-问题是解决了一个移位对称的暴胀子，它保护暴胀子质量，即使在模场的存在。暴胀（几乎）不受模量稳定化的影响，只要暴胀后真空中的超对称破缺尺度很小。因此，该模型具有将低尺度超对称破缺与高尺度（大统一尺度）暴胀相结合的良好唯象性。
2010-05-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Nonlinear perturbations from the coupling of the inflaton to a non-Abelian gauge field, with a focus on Chromo-Natural Inflation
最近提出了几种利用空间正交真空期望值（VEV）的SU（2）矢量三元组的暴胀模型。在暴胀过程中，矢量模的一个（张量）组合$t$在某个动量范围内被放大。由于矢量VEV，这种组合在线性水平上与引力波（GW）混合，导致GW放大，这在文献中已经得到了很好的研究。这类模型中的标量扰动到目前为止只在线性水平上进行了研究。我们执行第一步的非线性计算作为一个例子的原始模型的颜色自然膨胀。我们计算的标量功率谱所产生的耦合的组合$t$的暴胀子的贡献。这种贡献主要由模型的一个参数（即矢量场的涨落质量与哈勃速率之间的比值）控制，并且，对于这个参数的大范围，它可以显着影响从线性理论获得的现象学。这种非线性的贡献是显着的蓝色，改善了两点函数和宇宙微波背景（CMB）数据之间的比较。这种增长也可能与较小尺度的现象学有关，例如大尺度结构、CMB扭曲和原始黑洞。
2018-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Adiabatic regularization of functional determinants in cosmology and radiative corrections during inflation
我们表示的in-in泛函行列式给出了一个标量场在宇宙时空中传播的单圈有效势的模式函数指定的真空的理论，然后应用绝热正则化，使这个裸势有限。在这种设置中，绝热正则化提供了一个特殊的重整化处方，隔离了宇宙膨胀的影响。应用我们的研究结果确定了对标量场暴胀模型中经典暴胀子势的辐射修正，并导出了超视界曲率微扰的有效势，它编码了超视界下模的散射.虽然由此产生的对宇宙学观测值（如非高斯性）的修改结果很小，但它们在穿越视界后明显出现。
2015-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Phenomenology of the minimal inflation scenario: inflationary trajectories and particle production
我们讨论了最小通货膨胀的现象。我们集中在两个方面：暴胀轨迹和粒子生产。我们的发现可以总结为两个主要结果：首先，非常平坦并提供足够数量的电子折叠的膨胀托盘在无需微调的情况下是自然的。我们提出了一个一般的形式主义，以确定在多场通货膨胀的吸引子，无论轨迹满足慢卷条件。然后，我们探讨粒子生产的模型，并显示如何暴胀自然蜕变成一个暗物质粒子。我们的模型的一个有趣的特点是，它提供了一个新的机制来产生粒子和熵在宇宙中：费米球填充到一个给定的动量p_F由于海的goldstinos是一个重要组成部分的物质产生后，膨胀。有了这个机制，我们预测引力子的质量应该在100-1000 TeV之间。我们的模型的另一个有趣的特点是，预测的重力波的水平是r=0.1 - 0.001，这是在普朗克和即将到来的CMB偏振实验的可探测性范围内。
2012-03-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Testing supersymmetric Higgs inflation with non-Gaussianity
我们研究了非最小耦合超对称希格斯暴胀型宇宙学场景的多场签名，重点放在两个场的希格斯轻子暴胀模型作为一个具体的例子。这种暴胀模型是在一个超越标准模型的理论中实现的，它嵌入了具有非正则凯勒势的超引力。我们采用后向$δN$方法计算宇宙学观测量，包括标量和张量功率谱、谱指数、张量标量比和局域型非线性参数。暴胀子的轨道由暴胀子的初始条件和Kähler势中的系数控制。分析了暴胀子轨道偏离直线时原初涨落的双谱，并利用普朗克卫星数据得到了Kähler势非正则项的约束条件.我们的分析代表了一个具体的基于粒子唯象学现象学的暴胀案例研究，其中原始非高斯性可以揭示超引力的各个方面。
2015-12-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Early Universe with High-Scale Supersymmetry
小的张量标量比$r$可能导致高尺度超对称性的独特现象。假设通货膨胀和可见部门之间的超对称性突破的起源相同，我们显示模型独立的功能。最简单的混合暴胀，连同一个新的线性项的暴胀场，这是由大引力子质量，是一致的与所有的实验数据为$r$的顺序$10^{-5}$。对于远高于弱标度的超伴质量，我们发现，如果暴胀子微扰地衰变到其产物，则暴胀后的再加热温度可能低于热稀薄生成所需的值，但如果非微扰地衰变，则高于热稀薄生成所需的值。值得注意的是，由于运动学的阻塞效应，在如此高尺度的超对称性中，引力子的过度产生是可以避免的。
2015-08-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Phenomenology of Spillway Preheating: Equation of State and Gravitational Waves
本文研究“溢洪道”通过子粒子微扰衰变提升预热效率的情景，系统扫描参数空间以确定其状态方程，并分析其对 $n_s$、$r$ 及高频引力波谱的影响。
2023-12-05 astro-ph.CO hep-ph
Effective treatment of U(1) gauge field and charged particles in axion inflation
具有陈-西蒙斯耦合的轴子暴胀子可以同时产生U（1）规范场和带电粒子。为了考虑带电粒子对规范场的反作用，我们将感应电流看作有效电导率和有效磁导率，从而得到规范场的平衡解.引入平均场近似，数值求解自洽方程，我们发现规范场的振幅被大大抑制。有趣的是，随着产生效率的提高，带电粒子从暴胀子中获得了更大部分的转移能量，并最终占据主导地位。我们的形式主义提供了一个基础，将这类暴胀模型连接到丰富的现象学，如重子生成和磁生。
2022-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The onset of the strong backreaction regime in axion inflation, an analytical study
University of Massachusetts, Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）
本文通过分析研究，首次给出轴子暴胀中强反作用 regime onset 的分析公式，证实了强反作用稳定区域的存在，可研究系统在弱、强反作用 regime 间过渡的演化。
2026-10-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Parity violating gravitational waves at the end of inflation
本研究探讨暴胀子-矢量耦合导致的宇称破缺引力波产生，模拟反作用并计算至再加热结束的引力波谱。
2023-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating and Leptogenesis after Vector inflation
本文研究矢量暴胀后的再加热与非热轻子生成，重点分析振荡背景中由非最小耦合诱导的引力产生及通过直接或反常耦合的费米子衰变，揭示了比标量暴胀更丰富的现象学。
2024-12-16 astro-ph.CO hep-ph
Supergravity Contributions to Inflation in models with non-minimal coupling to gravity
本文系统地研究了超引力在Jordan框架下对暴胀模型建立的贡献。在这个框架中，在约旦框架的正则动力学项的结果分离的约旦框架标量势到一个树级的条款和超引力的贡献，这是潜在的危险，为持续的通货膨胀。我们表明，如果驱动暴胀所需的真空能量主要来源于辅助场的F项（即不是暴胀子），超引力修正的约旦框架标量位一般被抑制。此外，如果超势$W$沿暴胀轨道消失，这些超引力贡献也同样消失。另一方面，如果与暴胀子相关的F项支配真空能量，则超引力贡献一般可与全局超对称贡献相比较。此外，非最小耦合固有的约旦框架超引力显着影响暴胀模型取决于这种耦合的大小和符号。我们讨论了一些有代表性的暴胀模型的现象学，并指出了最近讨论的宇宙学“吸引子”模型的关系。
2017-04-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
New mechanism of producing superheavy Dark Matter
我们详细研究了最近提出的超重暗物质的产生机制，其质量在膨胀结束时大于哈勃速率。构成暗物质的实标量场与暴胀子线性耦合。由于这种相互作用，标量从其零期望值偏移。这种偏移会影响到暗物质的能量密度。这一机制具有普遍性，可以在一般的通货膨胀情况下实施。该模型的现象学是由暗物质衰变成暴胀子组成的，暴胀子又衰变成标准模型物质，触发高能粒子的级联，促成宇宙射线通量。我们评估了暗物质的寿命，并获得了膨胀的情况下，这种机制不会导致冲突的暗物质稳定性的考虑/宇宙线传播的研究限制。
2019-05-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Inflationary phenomenology of quadratic gravity in the Palatini formulation
广义相对论建立在一个配备有度规张量$(\mathcal{M}_4,\text{g})$的时空流形上，而$\mathcal{M}_4$上的联系与列维-奇维塔联系相同。即使有合理的理由假设一个无挠流形，保持度量，它被证明，处理这些假设的列维-奇维塔条件可以在GR运动方程的水平上重现。不久之前，广义相对论在两个描述之间的等价性，被称为Palatini或一阶形式主义，其中的连接是独立的度量，和传统的度量或二阶形式主义，被打破了更复杂的行动，涉及高阶曲率不变量和/或非最小的引力和物质部门之间的耦合。如今，这些类型的理论在建模通货膨胀方面非常突出，他们已经取得了重大成功。由于暴胀的范式与引力自由度以及它们的参数化融合在一起，因此理解这些模型的预测在两种公式之间的差异是很有趣的。膨胀的一个杰出模型是斯塔罗宾斯基或二次引力模型。然而，在帕拉蒂尼形式主义中，由$R^2$项产生的标量自由度是非动力学的，不能驱动暴胀相。为了使暴胀在一阶形式中得以实现，斯塔罗宾斯基模型必须与一个基本的标量场相耦合，这个场将承担暴胀子的角色。在这篇论文中，我们调查不同的暴胀的情况下，从以前排除的模型，在那里我们发现，$R^2$长期有一个显着的作用，在平坦的爱因斯坦框架暴胀子潜力，从而使这些模型的机会来接触到的意见。
2022-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Phenomenology of a vector-field-induced (and possibly parity breaking) compensated isocurvature perturbation
本文探讨了原始矢量场导致暗物质与重子相对位移从而产生补偿等曲率扰动的模型，提出用运动学SZ层析成像检验，并指出星系巡天可探测矢量特征但无法单独确认CIP，且存在破坏宇称的模型。
2024-05-27 astro-ph.CO
Brane inflation: A field theory approach in background supergravity
我们在膜宇宙学的框架内提出了一个背景超引力驱动的暴胀模型。从体超引力出发，我们构造了膜上的暴胀子势，并利用它来研究暴胀范式的后果。为此，我们利用单圈辐射修正势，导出了膜暴胀中与标准宇宙学中的相应参数略有不同的重要参数的表达式。我们进一步估计了可观测参数，发现它们与最近的观测数据拟合得很好。我们已经广泛研究了再加热现象学，它通过与早期宇宙的粒子物理现象学有关的热引力子的产生来解释宇宙的热历史和轻生。
2012-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Light Particles with Spin in Inflation
在暴胀过程中，具有自旋的轻粒子的存在被Higuchi束缚所禁止。如果考虑与暴胀子叶理有相当大耦合的态，这个结论就可以回避，因为这破坏了德西特等距。这些状态的作用可以在暴胀的有效场论中构造，或者使用CCWZ程序。具有自旋的轻粒子与软暴胀子微扰具有规定的耦合，这些耦合被编码在一致性关系中。我们研究自旋为2的光态的现象学。这些混合与引力子改变张量功率谱，并可能导致相当大的张量非高斯性。它们还产生了一个标量双谱和三谱与特征的角度相关的非高斯。
2018-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generalized Non-Minimal Derivative Coupling: Application to Inflation and Primordial Black Hole Production
我们引入暴胀模型，其中暴胀具有依赖于场的非最小导数耦合到爱因斯坦张量，我们命名为GNMDC。这Horndeski长期提供了新的和可区分的通货膨胀的预测框架，改善可能的问题与梯度不稳定性在再加热阶段。我们使用幂律单项式势和指数势研究暴胀现象。我们进一步阐述了暴胀子调制GNMDC的影响，并构建GNMDC项，可以放大小尺度下原始扰动的功率谱，触发PBH产生。GNMDC的一个吸引人的特点是，通货膨胀，以及PBH的生产，可以利用希格斯势实施。
2020-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Resonant particle production during inflation: a full analytical study
我们重新研究的现象学相关的粒子生产的领域，其质量是由暴胀场控制，并在一个给定的情况下，在通货膨胀消失。这会在原始标量曲率的缩放器中生成一个凸起。我们提供了一个统一的形式主义，计算各种效果，已在文献中获得，并确认占主导地位的影响是由于产生的粒子上的暴胀凝聚的rescattering。我们改进现有的结果（基于数值拟合），提供精确的解析表达式的形状和高度的凸点，无论是在功率谱和等边双谱。然后，我们研究该签名的微扰计算的有效性制度。最后，我们扩展这些计算的情况下，在一个部门的粒子生产的爆发耦合引力只暴胀。
2017-02-24 astro-ph.CO
The geometrical nature of the cosmological inflation in the framework of the Weyl-Dirac conformal gravity theory
导致宇宙暴胀的标量场\qo{inflaton}的性质，被发现植根于外尔微分几何中最基本的概念：弯曲时空中向量的平行位移。基于标量张量外尔-狄拉克拉格朗日量的欧拉-拉格朗日理论直接导致爱因斯坦方程，该方程承认暴胀子场的特征能量-动量张量为源。在暴胀的动力学中，例如在从\qo{false}向\qo{true vacuum}的慢滚转变中，暴胀子的几何形状意味着在高度对称的\qo{Weylan}到低对称的\qo{Riemannian}场景之间的温度驱动的对称性变化。由于动力学的外尔曲率标量，建立在微分的暴胀场，已被发现占在微观尺度上的量子现象，目前的工作表明有趣的连接之间的\qo{micro}和\qo{macro}方面的我们的宇宙。
2017-10-23 astro-ph.CO gr-qc
Stability analysis of chromo-natural inflation and possible evasion of Lyth's bound
我们对色球自然暴胀模型（Adshead和Wyman '12）进行了完整的稳定性研究，其中，由于它与SU（2）矢量的耦合，赝标量暴胀子chi在陡峭的势上缓慢地滚动。作为一个典型的例子，我们可以考虑一个具有次普朗克衰变常数f的轴子。最近在m_g >> H极限下研究了该模型的现象学（Dimastrogiovanni，Fasiello和Tolley '12），其中m_g是矢量场波动的质量，H是哈勃率。我们证明了当m_g > 2H时，暴胀解是稳定的，而当m_g > 2H时，暴胀解由于在亚视界区的标量扰动而具有很强的不稳定性。相反，张量扰动是标准的，而矢量扰动仍然很小。根据参数的不同，该模型可以给出一个重力波信号，可以在正在进行或即将进行的CMB实验中检测到。即使在暴胀过程中，暴胀子跨越了一个Δ chi = O（f）的区间，这个区间比普朗克尺度低几个数量级，避开了一个众所周知的自由暴胀子的界限，这种检测也会发生。
2013-01-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Minimal but non-minimal inflation and electroweak symmetry breaking
我们考虑最小尺度不变的标准模型，允许成功的辐射电弱对称性破缺和通货膨胀的扩展。该框架涉及一个额外的标量单线态，它扮演着暴胀子的角色，并且由于后者与引力的非最小耦合而与当前的实验边界兼容。这种暴胀情景预测了非常低的张量与标量比$r \approx 10^{-3}$，这是希格斯暴胀模型的典型特征，但相比之下，产生了偏离斯塔罗宾斯基极限的标量谱指数$n_s \simeq 0.97$。我们简要讨论了框架的对撞机现象学。
2016-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation-Dark Matter unified through Quantum Generation
我们统一的通货膨胀和暗物质通过一个单一的标量场φ。这种统一的主要困难之一是，在暴胀和暗物质之间，需要一个成功的再加热过程和一个长时间的辐射。因此，暴胀子-暗物质场中的能量密度在重新加热后必须进行微调，以产生暗物质。在这里，我们展示了另一种方案，其中暴胀子完全衰变，完全从光谱中消失。然而，在低能量下，在物质辐射相等之前，导致暴胀子衰变的相同相互作用项再生φ。一个基本特征是，中间辐射之间的过渡占主导地位的暗物质阶段是有关的量子生成的标量场量子力学，而不是纯粹的经典动力学。由于这种量子跃迁，暴胀-暗物质的统一可以自然地发生，而不需要微调。这里提出的统一方案有三个参数，即暗物质粒子的质量m_o，暴胀参数λ和暴胀子相互作用的耦合g。唯象学固定了λ的值，并在g和m_o之间给出了一个约束，只留下暗物质粒子的质量m_o作为自由参数。这三个参数lambda，m_o，g同样存在于包含暴胀和暗物质wimp粒子但没有统一的模型中。因此，我们的统一方案不增加参数的数量，它完成了暴胀子和暗物质之间的免费统一。
2009-11-26 astro-ph.CO
Non-Minimally Coupled Einstein Gauss Bonnet Inflation Phenomenology in View of GW170817
在标量势存在的条件下，研究了非最小耦合Einstein Gauss-Bonnet引力理论的暴胀现象，其中原初引力波的引力波速度等于单位，即$c_T^2=1$.运动方程，这是直接从引力作用，形成一个系统的微分方程相对于哈勃的参数和暴胀子场是非常复杂的，不能解析求解，即使在最小的耦合情况下。在本文中，我们提出了各种不同的近似，可以使用，随着约束$c_T^2=1$，以产生与最近的观察兼容的暴胀现象。所有不同的方法都能够导致可行的结果，如果模型耦合函数服从简单的关系，然而，不同的方法包含不同的近似，必须遵守在第一个地平线交叉，为了使模型是正确的。为了更好地理解这一理论的内在框架，还提出了可能导致不可行现象学的模型。此外，由于引力波的速度被设定为$c_T^2=1$，如最近的GW 170817撞击事件所述，非最小耦合函数、Gauss-Bonnet标量耦合和标量势是相互关联的。在这里，我们不假定标量势的特殊形式，我们自由地选择与里奇标量和高斯-邦纳不变量耦合的标量函数。某些模型也被研究，以评估理论的现象学有效性，但我们需要注意的是，所有的近似必须成立，以使一个特定的模型是有效的。
2020-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation with exotic kinetic terms in Einstein-Chern-Simons gravity
关于原始宇宙现象学的另一种方案是k-暴胀。根据这个概念，暴胀可以通过标量场的非标准动力学项，即暴胀子来实现。在这个项目中，我们专注于k-本质模型存在的高阶和线性动力学项。此外，我们还简要地考察了狄拉克-玻恩-因菲尔德标量场的暴胀现象，它起源于引力的量子理论，如超弦理论。我们关于暴胀时代的方法是，它可以在爱因斯坦引力的背景下描述，涉及量子修正，如陈-西蒙斯弦激发的宇称违反引力项。利用变分原理从引力作用量中导出了膨胀背景下的运动方程，即Friedmann方程、Raychadhuri方程和Klein-Gordon方程。关于哈勃参数和暴胀子场的相应微分方程组很难用解析方法求解。因此，在暴胀时期的慢滚条件被强加，而数值贡献较小的项被忽略。从整体唯象分析，它被证明，具有异国情调的动力学项的模型可以产生可行的结果与最新的普朗克数据一致。最后，陈-西蒙斯量子修正的存在使原始光谱张量指数变为蓝色。尽管蓝色引力波尚未被观测到，但如果被探测到，就可以实现与上述理论的兼容性。
2021-10-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial non-Gaussianity from G-inflation
本文对G-暴胀产生的原初涨落进行了全面的研究，其中暴胀子拉格朗日量的形式为$K(ϕ, X)-G(ϕ, X)\Boxϕ$和$X=-(\partialϕ)^2/2$ .拉格朗日量仍然产生了二阶引力场和标量场方程，因此提供了比以往任何时候都更一般的单场暴胀，具有更丰富的现象学。我们计算的功率谱和双谱，并澄清如何非高斯振幅取决于参数，如声速。在这样做时，我们试图保持尽可能大的一般性，允许非慢滚和偏离精确的标度不变性。
2011-05-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Perturbatively including inhomogeneities in axion inflation
本文提出一种高效微扰方案以考虑强反作用下轴子暴胀中轴子场的非均匀性，旨在准确捕捉偏离均匀场近似的偏差并自洽确定非微扰区的起始。
2024-02-13 astro-ph.CO hep-ph
A minimal model of inflation and dark radiation
我们表明，一个最小的标准模型的扩展，包括一个新的复杂的标量场可以解释通货膨胀和所观察到的有效中微子数。单重态的实部扮演着暴胀子场的角色，而戈德斯通玻色子则来自于全球$U(1)$对称性的自发对称性破缺，它对暗辐射有贡献，并使中微子种类的有效数量比标准模型值增加了$0.3$。在详细描述了模型的现象学之后，我们发现，一旦允许暗辐射分量，预测的暴胀观测值与当前的界限是一致的，无论是在非最小耦合引力的度量和Palatini公式中。
2019-03-27 astro-ph.CO hep-ph
Inflation and pseudo-Goldstone Higgs boson
我们认为通货膨胀的模型框架内的希格斯玻色子出现作为一个伪戈德斯通玻色子与破坏的全球对称性在一个规模显着大于电弱的。我们表明，在这样一个模型中的标量自耦合可以参数化抑制，因此，非最小的引力耦合可以是一阶或更少，而模型的暴胀预测仍然与精确的宇宙学观测兼容。此外，在我们研究的模型中，电弱标度的存在完全是由于暴胀子场。因此，我们的模型表明，暴胀和低能量粒子唯象学现象可能比迄今为止所假设的更为复杂。
2017-02-08 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational origin of dark matter and Majorana neutrino mass with non-minimal quartic inflation
我们提出了一个最小的框架，以解决成功的四次膨胀，暗物质（DM）的生产在早期宇宙和非零微小的马约拉纳中微子质量从一个共同的引力起源的观点。在这种设置中，四次暴胀通过暴胀子与重力的非最小耦合成功地恢复，而DM的产生则通过未对准机制从纯粹的重力效应发生。轻Majorana中微子质量的产生是通过包含暴胀子场的非零真空期望值（VEV）的Planck抑制算子来实现整体轻子数对称性的显式破缺。我们提出了一个详细的研究DM产量存在的非最小通货膨胀，考虑度量和Palatini形式主义的重力在适当的情况下。我们在DM部门达到了一些有趣的和不同的结果相比，在类似的方向与最小的通货膨胀背景的早期作品。限制到轻DM制度（$\mathcal{O}(1)$千电子伏- $\mathcal{O}(100)$兆电子伏），其中经典生产预计占主导地位的量子生产，我们数值预测DM质量通过改变DM四次和非最小耦合，以符合遗物密度要求。我们还获得了DM现象学对通货膨胀部门的一些相关参数的一些非平凡的依赖性{ \it e.g.}非最小耦合和膨胀VEV。为了进一步探索对暴胀参数的依赖性，我们还估计了DM遗迹使用相同的机制与最新数据一致的其他两个暴胀模型，并观察到这些模型之一预测DM质量的不同范围高达数百TeV。
2021-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Highly non-Gaussian tails and primordial black holes from single-field inflation
对于原始扰动，概率分布尾部的高斯统计偏差可以与暴胀的非微扰效应相关联。在本文中，我们提出了一些特殊的例子，其中的尾部的分布变得高度非高斯的统计仍然几乎是高斯的扰动制度。我们从超慢卷暴胀的扩展开始，它包含了一个过渡过程，在这个过程中，暴胀子在收敛到慢卷吸引子之前，在非吸引子阶段的末尾爬上一个微小的潜在台阶。通过这个例子，我们确定了吸引子行为的关键作用，向上一步过渡，然后扩展到另一种类型的过渡与两个缓慢的滚动阶段连接一个微小的步骤的分析。我们进行微扰和非微扰分析的原始波动周围的步骤详细，并表明，微小的，但非平凡的过渡可能会影响大扰动的尾部分布，而微扰的非高斯性仍然很小。我们的研究结果表明，非高斯尾可以有丰富的现象，被忽略了在传统的分析。我们还研究了这种非高斯尾的原始黑洞的形成的影响，并发现它们的质量分数可以参数放大了几个数量级的高斯分布的情况下相比。此外，我们还讨论了这种向上台阶暴胀模型中原初黑洞的形成机制，即暴胀子被捕获在台阶的底部。
2022-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axion inflation in the strong-backreaction regime: decay of the Anber-Sorbo solution
本文首次直接从强反作用机制出发数值研究轴子暴胀的 Anber-Sorbo 解，结合线性微扰、梯度展开及其线性化版本和逐模分析等多种方法，证明该解不稳定且无吸引域。
2023-11-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gauge-field production during axion inflation in the gradient expansion formalism
我们研究了一种新的梯度展开形式，描述了一组双线性电磁函数在位置空间中的时间演化的爆炸生产的规范场在轴子膨胀。基于这种形式主义，我们能够同时考虑到两个重要的影响，迄今为止，大多是孤立地处理：（i）的反作用的规范场的产生的暴胀场的演变和（ii）Schwinger对生产的带电粒子在强规范场的背景。这使我们能够表明，由于施温格效应的规范场生产的抑制可以防止在场景中，它本来是相关的反反应。此外，我们指出，感应电流，$\boldsymbol{J} = σ\boldsymbol{E}$，也抑制了束戴维斯真空波动深处的哈勃视界。我们描述了这种抑制由一个新的参数$Δ$，这是有关的时间积分的电导率$σ$，从而使整个系统的描述固有的非本地的时间。最后，我们展示了如何我们的形式主义可以用来构建高精度的解决方案的规范场在傅立叶空间，这作为一个起点，为丰富的进一步的唯象应用，包括现象学的原始扰动和重子生成的模式功能。
2021-12-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining power of asymptotic safety for scalar fields
我们探讨了标量场耦合到渐近安全的量子引力的现象学，根据它们对暗物质、暴胀子以及动态暗能量的潜在意义，以及在标准模型内外的希格斯扇区中的潜在意义。这项工作是一个步骤，划定边界的渐近安全沼泽地利用约束力的渐近安全范例。首先，我们强化了量子引力涨落可以驱动标量势趋于平坦的迹象，这对暴胀和暗能量有着有趣的潜在影响。其次，我们探讨如何渐近安全可以排除标量暗物质模型的参数空间的大部分。第三，我们发现在有限顶夸克质量的渐近安全不动点处，非最小Higgs曲率耦合可以被约束。最后，结合粒子物理学和宇宙学中渐近安全的约束力，我们发现希格斯暴胀存在于渐近安全的沼泽地中。总之，我们加强了以前的迹象的约束力的渐近安全性和由此产生的大范围的渐近安全的沼泽地。
2021-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hybrid Natural Inflation
我们构建了两个简单的有效场论版本的{ \it混合自然暴胀（HNI）}，说明其唯象意义的范围。由此产生的暴胀扇形势$V=Δ^4(1+a\cos(ϕ/f))$是自然产生的，暴胀子场是一种伪南布-戈德斯通玻色子。暴胀的结束是由瀑布场触发的，并且这种情况发生的条件是确定的。同样令人感兴趣的是，慢滚参数$ε$（以及张量$r$）是场的非单调函数，具有最大值，其中观测值取确定最大可能的张量与标量比$r$的普适值。在其中一个模型中，暴胀尺度可以低至电弱尺度。我们详细探讨了相关的HNI现象，考虑到黑洞生产的限制，并执行详细的普朗克2015年的温度和偏振数据。
2016-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Trajectories with suppressed tensor-to-scalar ratio in Aligned Natural Inflation
在对齐的自然暴胀中，不同势项之间的对齐产生了比势中的轴子尺度更大的暴胀子偏移。我们表明，从一个一般的潜在的两个轴子与两个对齐的潜在的条款，有效的理论所产生的光的方向的特点是由四个参数：一个有效的潜在规模，一个有效的轴子常数，和两个额外的参数（有关比例的轴子规模和潜在的规模在$2-$场论）。对于这些额外参数的所有选择，模型可以支持沿谷（在$2-$场空间中）的暴胀，该谷以势的最小值结束。这导致类似于单场自然暴胀的现象。对于一个显着的范围内的额外的两个参数，该模型还具有更高的高度暴胀轨迹通过鞍点的$2-$场势，并断开任何最小值。当较重的方向变得不稳定时，这些平台结束，因此所有的暴胀都发生在鞍点附近，由于高度较高，在鞍点处电势较平坦（较小的$ε$参数）。因此，在最新的$1 σ$ CMB轮廓内，在允许的$n_s$区域中可以容易地实现张量标量比$r = {\rm O } \left( 10^{-4} - 10^{-2} \right)$。
2015-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Draining the Swampland
我们讨论了最近提出的沼泽地猜想$\frac{|\nabla V|}{V}\gtrsim c\sim 1$的一些影响，连同以前的一个$Δϕ\lesssim 1$。我们列出了粒子唯象学现象学和早期宇宙的一些含义。如果不完全排除慢卷（单场）暴胀，这个猜想最有趣的含义可能是允许暴胀模型的重大转变。暴胀和猜想的张力不仅与张量谱的振幅有关，还与它的倾斜有关，因为$c\gtrsim 1$意味着一个尚未观测到的张量与标量之比，以及在大尺度上观测到的标量功率谱的增强，这与当前有利于抑制这些尺度的数据不一致。在量子引力理论中，标量场是非常丰富的。考虑第二个标量场，它的动力学由它的质量$m$和哈勃参数$H$之间的关系决定，在宇宙历史的不同时期。这个标量场，一个排水场，满足了沼泽地排水的猜想。对于通货膨胀来说，与通货膨胀相比，这种流失需要一个适度的层次结构。在宇宙热历史的其余部分，漏子可以是一个相干振荡的标量场，加强了这种暗物质候选者的情况。
2019-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Building Models of Inflation in No-Scale Supergravity
在回顾了超对称形式主义中宇宙暴胀的动机之后，我们认为合适的框架是无标度超引力。然后，我们将展示如何在这个框架内构建通货膨胀模型的预测倾斜的频谱标量扰动，$n_s$，和比例，$r$，张量和标量扰动相吻合的$R + R^2$模型的通货膨胀提出的Starobinsky。对无标度超引力的更详细的研究揭示了一种结构，它与广义相对论中最小爱因斯坦-希尔伯特作用量的$R^2$修正密切相关，为通过组合成对的闵可夫斯基模型来构建无标度德西特模型和反德西特模型开辟了道路，也为最初的无标度斯塔罗宾斯基暴胀模型的推广开辟了道路。然后我们讨论了暴胀的无标度模型的现象学，包括暴胀子的衰变和再加热，以及基于SU（5），SO（10）和弦驱动的翻转SU（5）$\times$ U（1）GUT模型的显式场景的构建。后者提供了一个几乎所有低于普朗克尺度的东西的可能模型，包括中微子质量和振荡，宇宙学重子不对称性和冷暗物质，以及$n_s$和$r$。
2020-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A novel PBH production mechanism from non-Abelian gauge fields during inflation
研究暴胀期间类轴子粒子与非阿贝尔规范场耦合引发的标量不稳定性，提出一种普适的原初黑洞产生机制，并伴随产生峰化标量谱及诱导引力波。
2024-03-20 astro-ph.CO hep-ph
Analytic Singular Slow-roll Inflation
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；Khazar University（阿塞拜疆哈萨尔大学）
本文研究了一类最小耦合标量场理论，通过解析解得到哈勃速率和标量场的解，标量场遵循广义跟踪律。该模型在ACT数据中兼容，谱指数比ACT限制更蓝，且在极限情况下趋近于n_S=0.98，同时张量-标量比接近零。
2026-03-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Low-reheating scenario in dark Higgs inflation and its impact on dark photon dark matter production
Aliah University（阿利亚大学）；Chung-Ang University（中央大学）；University of Shanghai for Science and Technology（上海理工大学）；Tongji University（同济大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）
本文探讨了在暗U(1)_D规范扩展标准模型框架下暗物质和宇宙膨胀的物理现象，分析了暗光子作为暗物质候选者的再加热过程对暗物质丰度的影响，并展示了其与观测数据的一致性。
2026-04-15 astro-ph.CO hep-ph
Formation and Decay of Oscillons in Einstein-Cartan Higgs Inflation
Departamento de Física Teórica and Instituto de Física de Partículas y del Cosmos (IPARCOS-UCM), Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学理论物理系与粒子与宇宙物理研究所(IPARCOS-UCM)）
本文探讨了Einstein-Cartan引力框架下Higgs inflation的预热阶段，分析了非平衡演化及震荡子的形成与衰减机制，揭示其对宇宙热史和引力波的影响。
2026-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Shift-Symmetric Orbital Inflation: single field or multi-field?
我们提出了一类新的两个领域的通货膨胀吸引模型，被称为“移位对称轨道通货膨胀”，其行为是强烈的多场，但其预测是非常接近的单场通货膨胀。在这些模型中，场空间度规和势是这样的，暴胀子的轨迹是沿着一个“角”等距方向，其“半径”是恒定的，但任意的。因此，远离轨道的径向（等曲率）扰动是完全无质量的，它们在超视界尺度上冻结。这些模型是第一个确切实现的“超轻等曲率”的情况下，以前在文献中描述的，其中一个合并的移位对称性之间出现的曲率和等曲率扰动和原始扰动光谱的结果是完全符合当前的观测。由于转弯轨迹，径向扰动源切向（曲率）扰动，并使其线性增长的时间。因此，只有一个自由度（即来自等曲率模的自由度）负责暴胀结束时的原始可观测量，这产生了与单场暴胀相同的现象。特别是，等曲率扰动和局部非高斯性在这里被高度抑制，即使暴胀动力学是真正的多场。我们评论推广到两个以上的领域的模型。
2020-07-24 astro-ph.CO hep-th
Strongly Coupled Sectors in Inflation: Gapless Theories and Unparticles
Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）；INFN（意大利国家核物理研究所）
研究通胀期间强耦合无质量扇区对原初密度扰动相关函数的影响，推导四点函数并分析双谱与三谱的生成机制，揭示无粒子交换对双谱形状的影响。
2026-02-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Orbital Inflation: inflating along an angular isometry of field space
宇宙微波背景辐射数据的简单性，可以用单场暴胀来很好地描述，这就提出了一个问题，即是否有一个同样简单的多场暴胀与观测结果相一致。我们探讨的想法，近似的“角”移位对称性场空间（等距）保护耦合的暴胀扰动的动力学。这个想法涉及到最近的观察，多场暴胀模仿单场暴胀的预测，如果暴胀子是有效的，并不断耦合到第二个无质量的自由度（等曲率扰动）。在多场暴胀中，暴胀轨迹一般不与势能梯度对齐。作为一个推论，势不反映微扰的对称性。我们提出了一种新的方法来同时重建一个两个领域的行动和通货膨胀的轨迹进行沿“角”方向的领域空间，具有恒定的曲率半径，并具有控制质量的“径向”等曲率扰动（熵质量）。我们称之为“轨道膨胀”。在这种设置中，哈勃参数决定了背景和扰动的行为。首先，轨道暴胀为准单场暴胀提供了一个场所。其次，这些模型的精确分析控制使我们能够精确地解决轨道暴胀的现象，具有小熵质量和小曲率半径，以前没有探索过的制度。预测是单场的，虽然违反了一致性关系。此外，熵质量的值决定了暴胀预言如何在（$n_s$，$r$）平面中散开。根据等曲率扰动的自相互作用的大小，非高斯参数$f_{NL}$的范围可以从慢滚抑制到$\mathcal{O}(\text{a few})$。
2019-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The D-material universe
在一些作者以前的出版物中（N.E.M.，M.S.和M.F.Y.），我们已经论证了“D-物质宇宙”，即在由D-粒子弦状缺陷的集合填充的更高维块体中传播的膜世界的模型，通过其光谱中的矢量场提供了宇宙中大尺度结构生长的模型。后者对应于D粒子反冲速度激发的缺陷与弦物质和辐射的相互作用的结果膜世界。在本文中，我们首先进一步阐述了以前的研究结果的星系生长时代和分析的情况下，D粒子反冲速度流体可能“模仿”星系中的暗物质。一个透镜现象也提出了一些样本的星系，这是以前已知的修改后的重力（TeVeS）模型提供张力。目前的模型被发现与这些透镜的数据。然后，我们讨论了宇宙演化的D-物质宇宙的分析条件下，这个宇宙的晚期时代与大尺度结构连接到早期时代，在那里发生的通货膨胀。结果表明，暴胀是由早期宇宙中的D粒子的密集种群引起的，与暴胀场的作用下发挥的凝聚体的D粒子反冲速度场与相对论性弦物质的相互作用，只有足够大的膜张力和低弦质量尺度相比，哈勃尺度。另一方面，对于大的弦尺度，反冲速度凝聚场很弱，暴胀不能单独由D粒子缺陷驱动。在这种情况下，暴胀可能是由基础弦论中的介子（或其他模）场驱动的。
2016-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
