Emergent scale symmetry: Connecting inflation and dark energy
量子引力计算表明存在一个紫外和红外不动点，在那里量子尺度不变性作为一个精确对称出现。我们讨论了一个特定的变量引力模型之间的交叉这些固定点，可以自然地占暴胀和暗能量，使用一个单一的标量场。在爱因斯坦坐标系中，势可以用朗伯函数表示，在幂律暴胀势和混合精粹势之间插值。对于两个自然加热的情况下，通货膨胀和辐射主导之间的过渡进行通过一个“优雅的再加热”阶段。辐射温度大大超过了大爆炸核合成的温度。对于这种类型的模型，加热过程的可观察结果可以概括为一个参数，即加热效率。我们的定量分析与宇宙学观测的兼容性揭示了现实的模型的存在，能够描述宇宙的整个历史，只使用一个单一的度量和标量场，只涉及少量的一阶参数。
2017-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation and Reheating with a Fermionic Field
暴胀长期以来一直是理解早期宇宙的公认范式。大多数暴胀模型都有一个标量场作为暴胀子粒子，在暴胀后，它在一个被称为再加热成标准模型（SM）粒子的过程中衰变。在这项工作中，我们考虑一个费米子作为暴胀子场。诺特对称性论证表明，如果费米子与引力的耦合不是最小的，那么它就可能存在一个指数膨胀的宇宙。我们在这个模型中使用这样的场景来研究通货膨胀和再加热。我们发现在这个模型中所涉及的各种参数，其中包括非最小耦合强度$ξ$，质量$m$和汤川耦合$Y$之间的关系。
2018-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Small Field Coleman-Weinberg Inflation driven by Fermion Condensate
我们重新审视小场Coleman-Weinberg（CW）暴胀，它有以下两个问题。第一，慢滚参数$ε$的小要求充气尺度非常低。第二，光谱指数$n_s \approx1+2 η$与观测值相比趋于变小。在这封信中，我们考虑两种可能的影响暴胀的动力学：辐射产生的非最小耦合到重力$ξϕ^2 {\cal R}$和凝聚的费米子耦合到暴胀$ϕ\barψψ$。我们证明了费米子凝聚可以解决上述问题。
2015-02-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On Sphaleron Heating in the Presence of Fermions
研究了sphaleron加热效率对底层粒子物理模型细节的依赖，发现轻费米子对该加热机制的抑制在广泛场景中可被缓解，并指出费米子效应可能提供结束暖暴胀的新机制。
2024-11-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Fermion condensate from torsion in the reheating era after inflation
在爱因斯坦-嘉当引力中包含狄拉克费米子导致了由非传播挠率介导的四费米子相互作用，这可以允许形成Bardeen-Cooper-Schrieffer凝聚。通过考虑一个2+1时空维的简化模型，我们表明，即使没有多余的反费米子的费米子，非热分布所产生的膨胀后的预热可以引起一个费米子凝聚产生的扭转。我们推导出有效的拉格朗日描述凝聚体的极端情况下的非相对论性和无质量的费米子的时空相关的对场，并表明它满足Gross-Pitaevski方程的无间隙，传播模式。
2013-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from fermion production during axion inflation
我们提出的引力波功率谱的模型中的暴胀子耦合到费米子赝流诱导的解析结果。我们表明，虽然这样的耦合产生螺旋极化费米子，极化分量的所产生的引力波的参数抑制相对于非极化的。我们还表明，与此生产相关的引力波信号的振幅不能超过真空波动放大的标准机制所产生的。我们之前发现，该模型允许这样一种机制，即即使对于陡峭的暴胀子势，所产生的费米子的反反应也允许缓慢的暴胀，并且仍然导致高斯原始标量扰动。目前的分析表明，这一制度也导致引力波信号与当前的界限兼容。
2019-04-23 astro-ph.CO 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
Inflation from fermions with curvature-dependent mass
研究了由质量依赖于曲率的费米子驱动的暴胀实现模型。这一项是从包含狄拉克费米子的引力的协变正则规范理论（CCGG）推导出来的。我们获得了一个初始的德西特阶段，然后成功退出，此外，我们获得了随后的热历史，有效物质时代，最后由暗能量时代。这种行为是早期引力有效“减弱”的结果，这是由于曲率依赖的费米子质量减少。通过微扰水平，我们得到了标量谱指数和张量标量比，这与普朗克观测结果是一致的。在背景和微扰水平上，从曲率依赖质量的费米子膨胀的效率揭示了该方案的能力，并使其成为描述自然的良好候选者。
2019-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Production and backreaction of massive fermions during axion inflation with non-Abelian gauge fields
研究了在经典SU（2）规范场背景下轴子驱动暴胀过程中大质量类矢量费米子的产生和反反应。我们证明了由于与费米子的相互作用而产生的所有紫外发散都可以被轴子波函数的重整化和规范耦合所吸收。费米子-轴子相互作用的影响在对称性要求的无质量极限中消失。对于质量极大的费米子，在轴子、规范场和引力场之间会产生接触相互作用。在这个质量极限下，我们发现通常的轴子-规范场相互作用被诱导，然而，另外我们观察到轴子自相互作用的出现，以及轴子与爱因斯坦张量的动力学编织。这些新的轴子衍生物的相互作用提出了有趣的机会，模型的建立和现象学。
2022-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reviving chaotic inflation with fermion production: a supergravity model
暴胀期间的粒子产生过程可以增加标量度规扰动的幅度。我们表明，这样的机制可以自然地出现在超引力模型中的轴子样的领域，其潜力是由monodromy，驱动大型领域的通货膨胀。在这类模型中，人们通常期望对超势的类似瞬子的修正。我们表明，通过推导超重力模型中的运动方程与稳定器，这种修正产生的暴胀子和它的超伙伴之间的相互作用。这个暴胀子-暴胀子相互作用项是快速振荡的，并且可以在暴胀期间导致大量的费米子产生，填充费米球直到比哈勃参数大得多的动量。反过来，这些费米子产生暴胀子涨落，增加它们的振幅，并有效地降低模型的张量标量比，如[1，2]所讨论的。这使得，特别是，使模型的暴胀子潜力是二次（加上可忽略不计的小瞬子修正），以符合所有现有的观察。
2021-01-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dynamics of Gauge Field Inflation
我们分析了费米子与规范场耦合驱动的宇宙暴胀的动力学吸引子解的存在性和稳定性。假设空间均匀各向同性的规范场和费米子流，相互作用的费米子运动方程约化为自由费米子的运动方程，直到相移。通过Stuckelberg机制确保模型的一致性。我们证明了该问题的唯一稳定解的存在性，并数值证明了其稳定性。暴胀不需要微调，也不需要假设任何有效势或非标准耦合。
2014-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unifying Inflation, dark energy and dark matter with a scalar field and exotic fermions
本文提出包含非黎曼测度与破缺标度对称性标量场的模型，实现暴胀、暗能量与暗物质统一，费米子效应可调节当前暗能量极小值。
2025-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion Inflation from Heavy-Fermion One-Loop Effects
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分中心，中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe, University of Chinese Academy of Sciences（太极引力波宇宙实验室，中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院理论物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Department of Physics, Anhui Normal University（安徽师范大学物理系）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学学院）
研究通过整合重狄拉克费米子的一阶修正，产生轴子膨胀中的手性随机引力波背景，符合BBO和DECIGO的灵敏度。
2026-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from axion inflation in the gradient expansion formalism. Part II. Fermionic axion inflation
Institute for Theoretical Physics, University of Münster（明斯特大学理论物理研究所）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙粒子与宇宙学研究所（WPI））；Physics Faculty, Taras Shevchenko National University of Kyiv（基辅塔拉斯·舍甫琴科国立大学物理系）
本文研究费米子轴子膨胀对引力波谱的影响，发现费米子对电磁场的产生产生阻尼效应，使引力波信号在LISA和ET探测范围内而不违反ΔN_eff上限。
2026-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamical Inflation Stimulated Cogenesis
本文提出一种最小化框架，利用暗SU(2)_D规范扇中的暗标量二重态作为通胀子实现动力学拐点通胀，同时通过逆跷跷板机制产生中微子质量，通过非对称衰变实现轻子创生，并经由冻入过程产生TeV尺度的暗物质。
2024-02-14 astro-ph.CO hep-ph
Higgs Inflation, Seesaw Physics and Fermion Dark Matter
我们提出了一个暴胀模型，在该模型中，标准模型希格斯场与引力的非最小耦合驱动暴胀，有效希格斯势由新物理稳定，其中包括一个暗物质粒子和右手中微子的跷跷板机制。所有的新粒子都是费米子，所以希格斯偶线是唯一的暴胀子候选者。利用顶夸克和希格斯玻色子质量的中心值，重整化群改进的希格斯势被用来产生标量谱指数$n_s \simeq 0.968$，张量-标量比$r \simeq 0.003$，以及e折叠数$N_0=60$的谱指数$α=dn_s/d \ln k \simeq -5.2 \times 10^{-4}$的运行（$n_s \simeq 0.962$，$r \simeq 0.004$，和$N_0=50$的$α\simeq -7.5 \times 10^{-4}$）。在这类模型中预测的相当低的$r \simeq 0.003$值意味着正在进行的空间和陆地实验预计不会观测到暴胀过程中产生的重力波。[献给保罗·韦伯博士（1947 - 2015）。保罗是一个特殊的人，也是一个非常特别的朋友，我们会非常想念他。
2015-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Production and Backreaction of Fermions from Axion-$SU(2)$ Gauge Fields during Inflation
在暴胀过程中，$SU(2)$规范场和轴子可以具有稳定的、各向同性的和均匀的组态。然而，耦合到其他物质物种导致粒子的生产，这反过来又会引起反反应和不稳定的非阿贝尔和轴子背景。本文首先研究了$SU(2)$规范场与有质量狄拉克偶线耦合的粒子产生。为了进行这种计算，与文献中所做的相比，我们进行了两项技术改进。首先，我们应用算子的反对称化来平等地处理粒子和反粒子，其次，我们应用瞬时减法来处理UV发散。我们发现，产生的费米子的反反应的$SU(2)$背景是可以忽略的观测利益的模型参数。接下来，我们考虑由于与轴子耦合而产生的费米子。在规范场和轴子上的树级反作用都非常小。我们还提供了一个估计的环路效应。
2020-04-21 astro-ph.CO hep-th
Gauge Field and Fermion Production during Axion Inflation
本文研究了在手征反常存在下，通过与赝标暴胀子的Chern-Simons（CS）耦合，螺旋阿贝尔规范场和手征费米子的对偶产生。通过CS项，暴胀子的运动导致规范场的两个螺旋中的一个的快子不稳定性。我们表明，由此产生的螺旋规范场必然导致生产手征费米子变形到离散的朗道能级的费米球。最低朗道水平的人口导致手性不对称性，从手性异常推断，而较高的水平是通过对生产对称填充。从费米子对规范场产生的反作用出发，我们导出了一个保守但严格的规范场大小的上界。因此，我们发现，这些螺旋规范场，负责增强结构的形成在小尺度上的标量扰动源，得到显着减少。我们还讨论了原始手征不对称性和膨胀后的螺旋规范场的命运，并表明手征等离子体中的不稳定性往往会消除这些原始的不对称性。这一结果可能会影响宇宙的重子不对称性与原始磁场有关的场景。
2018-12-20 astro-ph.CO hep-ph
Chern-Simons Inflation and Baryogenesis
我们提出了一个基于U（1）规范场的均匀各向同性组态与费米子电荷密度$\mathcal{J}_{0}$之间相互作用的暴胀模型。利用Koksma和Prokleman \cite{Koksma:2009tc}的方法从Bunch-Davies真空态产生了受调节的费米子电荷密度，并发现其红移为$1/a(η)$ .规范场的类时分量来源于费米子荷，导致规范场$A(η)_{0}\sim a(η)$的增长。因此，暴胀是由规范场和费米子电荷相互作用所包含的能量密度决定的，$A_{0}\, \mathcal{J}^{0}$在暴胀过程中保持不变。我们还提供了一个机制，产生净轻子不对称性。赝标量与Chern-Simons项的耦合将规范场的涨落转化为轻子数，并且在暴胀过程中满足所有三个Sahkarov条件。最后，赝标量场在其最小值附近的快速振荡使规范场热化，从而结束暴胀。我们给出了规范场和费米子荷同时产生足够的e折叠和重子非对称指数的必要初始条件。
2013-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quark, lepton and right-handed neutrino production via inflation
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；China Center of Advanced Science and Technology（中国高等科学技术中心）；University of Warsaw（华沙大学）
研究通过膨胀机制产生标准模型费米子和右手轻子，并发现其产生量远高于低能质量估计，同时确定费米子暗物质质量下限。
2026-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-perturbative production of fermionic dark matter from fast preheating
我们研究了早期宇宙中费米子暗物质的非微扰产生。我们解析地研究了伴随费米子与背景暴胀子场耦合的引力产生机制。后者导致有效费米子质量在预热过程中的变化，并使所得的光谱和丰度对其参数敏感。假设快速预热，完成在小于膨胀哈勃时间和膨胀后的暴胀子场没有振荡，我们发现一个丰富的生产粒子的能量范围从膨胀哈勃率的逆时间的预热。所产生的费米子可以在很宽的参数范围内解释所有观测到的暗物质。作为我们分析的一个应用，我们研究了Palatini Higgs暴胀模型中重Majorana中微子的非微扰产生。
2023-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Shapes of non-Gaussianity in warm inflation
最近有人提出，当暴胀子是一个与纯杨-米尔斯耦合的轴子时，闪锌矿加热是实现暖暴胀的一种机制。作为加热的结果，在暴胀子的运动方程中存在摩擦系数$γ\propto T^3$，以及对宇宙学涨落的热贡献。在不知道暴胀子势的情况下，非高斯性是搜索该模型签名的最有前途的方法。在Bastero-Gil、Berera、Moss和Ramos的早期工作的基础上，我们计算了标量三点关联函数，并指出了压缩极限和折叠极限的一些明显特征。作为一种检测策略，我们表明，等边模板和一个新的模板的组合有一个很大的重叠与非高斯形状的范围$0.01 \leqγ/H\leq 1000$，并在此范围内$0.7 <|f_{\rm NL}| < 50$。
2023-02-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational dark matter production from fermionic spectator fields during inflation
DSFTA, University of Siena（锡耶纳大学）；School of Science and Technology, University of Camerino（卡梅里诺大学科学与技术学院）；SUNY Polytechnic Institute（纽约州立大学理工学院）；Al-Farabi Kazakh National University（阿尔法拉比哈萨克国立大学）
研究单场膨胀期中费米子旁观场产生的引力暗物质，并通过数值计算验证其与观测冷暗物质丰度的相容性。
2025-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Possible Evidence for Planck-Scale Resonant Particle Production during Inflation from the CMB Power Spectrum
从普朗克和WMAP数据得到的宇宙微波背景的功率谱在l=10-30的多极子中表现出轻微的下降。我们表明，这种下降可能是一个巨大的粒子，耦合到暴胀场共振创建的结果。对于我们的最佳拟合模型，共振粒子产生的时代在波数k* ~ 0.00011（h/Mpc）时重新进入视界。这些特征的幅度和位置对应于在暴胀过程中产生大量质量约为普朗克质量15倍的简并费米子物质，暴胀子场和所产生的费米子物质之间的耦合常数接近1。虽然证据是边缘的，如果这种解释是正确的，这可能是普朗克尺度下新物理学的第一个观测线索之一。
2015-11-08 astro-ph.CO
Loop contribution to inflationary magnetic field
在标准量子电动力学的框架下，计算了单圈级真空极化对暴胀（de Sitter）背景下磁场功率谱的贡献.结果表明，单圈项的红外长期增长与$e$折叠数成正比。动态重整化群方法的使用相当于对高级环图的部分恢复，表明恢复的功率谱不受长期增长的影响，并且环效应仅将功率从树水平的$(k/a)^4$改变为${(k/a)}^{4-ν}$，其中$ν$代表真空极化的贡献。参数$ν$与规范耦合常数的平方以及费米子种类的数量成比例，是费米子质量与哈勃参数之比的简单函数，并且是正的，与费米子质量无关。因此，环路效应总是增强红外磁场强度。我们发现$ν\simeq 5 \times 10^{-3}$是单个费米子对$ν$可能的最大贡献。这一估计表明，无论是大量的费米子物种或大的耦合常数是一个必要条件的环效应是负责种子的宇宙磁场。
2014-01-07 astro-ph.CO hep-th
Hydrodynamical approach to chirality production during axion inflation
该研究用流体动力学方法分析轴子暴胀中Schwinger效应与等离子体碰撞对手征性产生的影响，发现强相互作用费米子因碰撞抑制电导率而生成更强规范场。
2023-11-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Coupled DM heating in SCDEW cosmologies
强耦合暗能量加暖暗物质（SCDEW）宇宙学承认，自暴胀再加热以来，耦合暗物质和暖暗物质的$\sim 1\, \%$是稳定存在的。耦合DM波动，因此增长到非线性，即使在早期的辐射膨胀。这种早期非线性阶段在此通过顶帽密度增强的演变来建模，当耦合DM密度对比度仅为25-26并且DM密度增强为总密度的$ \sim 10\, \%$时，达到早期维里平衡。然而，在维里平衡所需的时间内，维里平衡条件继续改变，使得“维里化”的团块经历完全蒸发。在这里，我们概述了DM粒子处理overdentities保留一小部分的维里动量。虽然完全非相对论性，但由此产生的速度（适度）影响更大尺度上的波动动力学，稍后进入视界。
2017-10-11 astro-ph.CO
Gravitational production of nearly thermal fermionic Dark Matter
我们考虑了在暴胀和后暴胀辐射主导时代费米暗物质的宇宙学产生。这个费米子\emph{only interacts gravitationally}的质量$m$远小于膨胀时的哈勃尺度（但在其他方面是任意的），并且在膨胀时处于其Bunch-Davies真空状态。我们专注于在暴胀结束时的超视界模式，并假设瞬时再加热。讨论了粒子产生的重整化，得到了全能量动量张量，并证明了粒子产生的贡献是近似于物质辐射的动力学流体形式。我们发现\emph{exactly}是产生的粒子$|B(k)|^2=\frac{1}{2}\Big[1-(1-e^{-\frac{k^2}{2mT_H}})^{1/2}\Big]$的分布函数，它表现出“出现温度”$T_H=H_0\sqrt{Ω_R}\simeq 10^{-36}(\mathrm{eV})$。所产生的粒子$Ω_{pp}$的丰度非常类似于在温度$T_H$，$Ω_{pp} \propto m \, (m\,T_H)^{3/2}\simeq \big(m/10^8\mathrm{GeV})\big)^{5/2}$和“冷”状态方程$w(a) \simeq (T_H/m a^2)$的非相对论自由度热化，两者都由超视界模式在膨胀结束。我们讨论等曲率扰动的微妙方面。
2020-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and Reheating by Dynamical Torsion
KEK（高能加速器研究机构）；Tohoku University（东北大学）
该研究探讨动力学挠率驱动的暴胀，计算暴胀子衰变率发现其存在非零的反常诱导衰变过程，进而给出此类暴胀模型的再加热温度下限。
2026-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
SuperCool Inflation: A Graceful Exit from Eternal Inflation at LHC Scales and Below
在超冷膨胀（SCI）中，技术上的自然和热效应为旧的膨胀提供了一个优雅的出口。宇宙开始时很热，并被困在一个虚假的真空中。宇宙过冷和膨胀解决视界和平坦性问题。暴胀子耦合到一组类似费米子的QCD。当费米子的非阿贝尔规范群冻结时，汤川项为暴胀子产生一个蝌蚪，从而消除了势垒。暴胀结束，宇宙迅速升温。热效应在技术上是自然的，就像QCD标度在技术上是自然的一样。事实上，威滕使用了类似的机制来驱动电弱（EW）相变;关键是，没有标量场驱动暴胀，这使得SCI避免了永恒的暴胀和测量问题。SCI也可以在实验室中探测的尺度上工作，并且可以与EW对称性破缺联系起来。最后，我们引入了一个光旁观者场来产生密度扰动，这与CMB相匹配。光场不影响暴胀动力学，并可能产生普朗克观测到的非高斯性和等曲率扰动。
2011-11-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
V-mode Polarization in Axion Inflation and Preheating
我们研究了在与费米子和规范场耦合的轴子暴胀中原始圆（“V-模式”）极化的产生，特别注意（p）再加热。我们构造了$V$的功率谱，发现了一个以$n_V=4$为指标的蓝倾斜谱。这与暴胀子的主要衰变通道（直接费米子与直接光子产生）无关
2017-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation, Proton Decay, and Higgs-Portal Dark Matter in $SO(10) \times U(1)_ψ$
我们提出了一个简单的基于规范群$SO(10) \times U(1)_ψ$的非超对称大统一理论。该模型包括三代费米子的${\bf 16}$（$+1$）、${\bf 10}$（$-2$）和${\bf 1}$（$+4$）表示。${\bf 16}$ -plets包含标准模型（SM）费米子和右手中微子，而${\bf 10}$ -plet和单重费米子的引入使模型无异常.规范耦合统一在$M_{GUT} \simeq 5 \times 10^{15}-10^{16}$ GeV的实现包括一个中间Pati-Salam破缺在$M_{I} \simeq 10^{12}-10^{11}$ GeV，这是一个自然的尺度的跷跷板机制。对于$M_{I} \simeq 10^{12}-10^{11}$，将通过Hyper-Kamiokande实验测试质子衰变。额外的费米子从$U(1)_ψ$对称性破缺中获得质量，而$U(1)_ψ$希格斯场在暴胀过程中驱动一个成功的低哈勃参数的拐点暴胀，$H_{inf} \ll M_{I}$。因此，从$SO(10)$和PS破裂产生的宇宙学上危险的单极子被稀释掉了。充气后的再加热温度可以足够高以成功地进行稀薄发生。在我们模型中的Higgs场的情况下，在GUT对称性破缺之后，${\bf Z}_2$对称性保持未破缺，并且${\bf 10}$ -plet和单重态费米子的线性组合中质量最轻的本征态…
2019-06-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Goldstone Inflation
将暴胀子与伪戈德斯通玻色子区分开来，可以解释暴胀子势的平坦性。成功的戈德斯通暴胀还应该能抵抗紫外修正，比如量子引力：用有效场论的语言来说，这意味着所有尺度都是次普朗克尺度。在本文中，我们提出的方案，实现这两个要求，通过检查戈德斯通潜在的科尔曼-温伯格贡献所产生的结构。我们专注于单场模型，我们注意到，玻色子和费米子的贡献是必需的，旋量费米子表示可以产生正确的潜在形状。然后，我们评估的约束非高斯性从高导数的相互作用，发现戈德斯通玻色子散射公理约束占上风，目前的CMB测量。对CMB数据的拟合可以连接到Goldstone暴胀的UV完成，找到新共振谱中的关系。最后，我们将展示如何在相同的背景下实现混合通货膨胀，其中暴胀子和瀑布场都有一个共同的起源戈德斯通。
2015-09-11 astro-ph.CO hep-ph
An O(750) GeV Resonance and Inflation
我们研究了TeV量级的重标量或赝标量在标准模型假设之外的可能性，即根据最近在LHC上的O（750）GeV双光子过剩，它是早期宇宙的暴胀子。我们考虑一个方案，其中新的标量或赝标量耦合到标准模型规范玻色子在回路水平通过新的大质量标准模型带电矢量费米子与暗费米子或没有。我们计算了标准模型和新的标量耦合的重整化群运行，并提出了两个不同的模型，微扰和稳定的真空接近普朗克尺度。因此，标准模型希格斯和这种可能的新共振可能仍然保留希格斯暴胀的最低限度特征。
2016-06-07 astro-ph.CO hep-ph
Effective inhomogeneous inflation: curvature inhomogeneities of the Einstein vacuum
我们考虑空间平均的非均匀宇宙模型，并认为，已经在没有源，一个有效的标量场产生通过叶理和空间平均的非均匀几何曲率不变量的爱因斯坦真空。这个标量场（“形态子”）就像一个暴胀子，如果我们规定一个某种一般形式的势。我们表明，对于任何初始负的平均空间曲率，变形子被驱动通过一个膨胀阶段，并导致-平均-一个空间平坦，均匀和各向同性的宇宙模型，提供预热的初始条件，并通过相同的机制，一个可能的自然自我退出。
2011-06-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Shape of the inflaton potential and the efficiency of the universe heating
结果表明，暴胀子场加热宇宙的效率不仅取决于标量粒子产生过程中可能存在的参量共振，而且还强烈依赖于暴胀子接近其力学平衡点的性质。特别是，当暴胀子振荡偏离纯谐波的一系列阶梯函数，生产概率上升了几个数量级。这反过来又导致宇宙在暴胀子衰变后的温度比谐波情况高得多。给出了暴胀子势的一个例子，它对暴胀子向平衡态的演化作了适当的修正，而不破坏暴胀的优良特性。
2015-09-24 astro-ph.CO hep-ph
Chiral Anomaly, Schwinger Effect, Euler-Heisenberg Lagrangian, and application to axion inflation
强电磁场中的粒子产生是固体物理、重离子碰撞、早期宇宙学和形式量子场论中反复出现的主题。本文讨论平行电场和磁场背景下的狄拉克方程。我们回顾了Schwinger粒子的产生率，阐明了手征反常方程的产生，并计算了带电费米子的感应电流。我们区分的贡献，从非微扰粒子生产，从运行的规范耦合常数和非线性的有效QED拉格朗日，并澄清这些贡献如何出现在一个单一的框架内。我们将这些结果应用于轴子膨胀。驱动宇宙暴胀子的赝标粒子与阿贝尔规范群之间的陈-西蒙斯耦合导致了规范场和带电费米子的双重产生。我们发现，由此产生的标量和引力波功率谱强烈依赖于费米子质量。
2020-02-28 astro-ph.CO cond-mat.mes-hall hep-ph
Gravitational waves from global cosmic strings in quintessential inflation
与引力的非最小耦合与典型暴胀情景中出现的后暴胀动力学主导时代相结合，可能导致内部对称性的自发对称性破缺，并最终在辐射主导开始时恢复。一般来说，这些对称性的破坏会导致产生短暂的拓扑缺陷，这些缺陷往往会产生引力波，直到对称性恢复。本文研究了全球宇宙弦网络在动力学对称破缺和$U(1)$对称恢复后产生的引力波背景。由此产生的功率谱取决于加热过程的持续时间，它是潜在的可检测的，提供了一个测试存在的非最小耦合到重力和特征能量尺度的后暴胀物理。
2019-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phases of Inflation
受D-膜II型弦紧化中闭弦轴子的四维有效场论的启发，我们考虑了耦合到多个轴子的手征规范理论。我们讨论了如何著名的非微扰动力学现象，如规范瞬子，费米子禁闭和Nambu-Jona-Lasinio相互作用，引起非平凡的真空配置在IR。IR真空的波动被捕获的一些剩余的封闭弦轴子和infladron（标量手征凝聚体激发），获得动力学质量。通过充分利用有效场论，我们研究了这些IR理论作为暴胀模型（自然的、单值的、Starobinsky）的适用性，并将不同类型的暴胀情景与非阿贝尔规范理论或Nambu-Jona-Lasinio四费米子耦合的不同阶段联系起来。在类自然暴胀模型中，暴胀子的反作用使轴子势变小，从而可以部分缓解当前CMB数据在谱指数和张量标量比方面的紧张关系。
2018-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
UV Freeze-in in Starobinsky Inflation
在Starobinsky暴胀模型中，观测到的暗物质丰度只能由暴胀子场的直接衰变产生，而暴胀子场的直接衰变只能在非常窄的谱内产生，谱内是质量为$\sim 10^7$ GeV的近似共形标量场和旋量。然而，在暗区和可见区之间存在有效的不可重正化的相互作用时，这个光谱可以显著地加宽。特别是，我们表明，UV冻结可以有效地产生正确的暗物质丰度的大范围的质量跨越从千电子伏到PeV规模和任意自旋，而不会显着改变加热动力学。我们还考虑了有效相互作用对暴胀子衰变为暗物质的贡献。
2020-11-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chiral Gravitational Waves from Chiral Fermions
我们报告了一种新的机制，导致产生的原始手征引力波，因此，违反宇称对称性的宇宙。我们证明了具有一定螺旋度的费米子的非微扰产生伴随着手征引力波的产生。这是一种普遍的、与模型无关的现象，可能发生在暴胀、再加热和辐射时期，并可能在宇宙微波背景极化中留下印记，可能在未来的地面和空间干涉仪中观测到。我们还讨论了一个特定的模型，手征引力波产生的过程中产生的轻手征费米子在赝标膨胀。
2017-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Interplay between Higgs inflation and dark matter models with dark $U(1)$ gauge symmetry
本文研究暗 $U(1)_D$ 扩展模型中暗物质与希格斯暴胀的相互作用，发现费米子暗物质主导时模型可避开直接探测限制，并通过数值分析确定了能统一解释暗物质和三种希格斯暴胀方式的参数空间。
2024-05-06 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational production of sterile neutrinos
本文研究暴胀前后单费米子的引力产生，指出普朗克尺度抑制的量子引力算符可高效产生惰性中微子，使其在包括 keV 尺度在内的宽质量范围内成为冷非热暗物质。
2024-03-19 astro-ph.CO hep-ph
Remarks on Hubble Induced Mass from Fermion Kinetic Term
在超引力框架下，我们计算了通过普朗克抑制耦合与可见扇区相互作用的标量场的有效质量。我们专注于辐射占主导地位（RD）的时代后，通货膨胀和费米场的热浴的贡献。我们发现，在RD时代，费米子动力学项给予标量场哈勃尺度量级的有效质量。
2012-11-07 astro-ph.CO hep-ph
A scenario for inflationary magnetogenesis without strong coupling problem
宇宙磁场遍及整个宇宙，从小到大。由于它们显然延伸到星系际介质中，因此很难相信它们有一个原始的起源，可能是在膨胀过程中产生的。然而，找到一致的暴胀磁生的情况是一个具有挑战性的理论问题。避免电磁能量的过度产生以及避免进入以电磁耦合常数的大值为特征的强耦合状态的要求通常允许在充气期间仅产生微小幅度的磁场。我们提出了一个方案，建立规范不变的模型，可能没有这些问题的暴胀磁。这个想法是在暴胀时代，将一个动力学标量（不一定是暴胀子）与费米子场和电磁场进行衍生耦合。这样的耦合提供了额外的自由度来控制在膨胀期间电磁耦合常数的时间依赖性。这一事实使我们能够找到条件，以避免强耦合的问题，影响许多现有的模型的磁。我们不需要依赖于特定的通货膨胀设置来发展我们的情景，这可能适用于不同的通货膨胀实现。另一方面，必须对与费米子和电磁力导数耦合的标量动力学提出具体要求，我们能够在明确实现我们的提议时满足这些要求。
2015-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Minimal Composite Inflation
我们调查模型中的暴胀子出现作为一个复合领域的四维，强相互作用和非超对称规范理论具有纯费米子物质。我们表明，它是可能的，以获得成功的通货膨胀通过非最小耦合到重力，和潜在的动力学是首选的近共形。我们发现暴胀的复合标度是大统一能量标度的量级。
2011-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-lat
Ricci Reheating Reloaded
本文将Hubble诱导的相变表征为快子Ricci加热机制，通过大量经典晶格模拟探索参数空间，并提出参数方程以高效确定加热效率、辐射主导温度及最小e-folds数，无需额外模拟。
2024-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Thermal keV dark matter in a gauged B-L model with cosmic inflation
本文研究了在宇宙暴胀背景下，在具有三个右手中微子和一个矢量类费米子的标准模型的规范$B - L$扩展中，keV尺度热暗物质存在的可能性.导致$B-L$规范对称性自发破缺的复单重标量场与引力非最小耦合，起着暴胀子的作用。像费米子DM这样的千电子伏尺度矢量产生了温暖的暗物质的可能性，但它会在热作用下过度产生。随后的熵稀释由于RHN衰变之一可以使DM的热丰度在观察到的限度内。DM和稀释剂的动力学都受$B-L$模型参数的调节，而$B-L$模型参数又受成功的暴胀动力学的约束，我们从产生足够的熵稀释以获得正确的DM遗迹、暴胀观测量以及其它唯象约束的要求出发，对模型参数空间进行了约束.有趣的是，我们得到独特的预测的顺序最轻的活性中微子质量（$m_{ν_l}\lesssim 10^{-14}$ eV）作为$B-L$规范耦合的功能千电子伏规模DM。该框架还解释了观测到的重子不对称性的起源，从其他两个更重的RHN衰变克服熵稀释效应。
2022-08-27 astro-ph.CO hep-ph
GEFF: The Gradient Expansion Formalism Factory - A tool for inflationary gauge-field production
GEFF是一个Python包，用于研究暴胀期间规范场产生，实现梯度展开形式主义，支持轴子暴胀模型及引力波研究。
2025-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Enhanced (p)reheating in DBI Inflation
我们研究了DBI混合暴胀中的预热问题。预热的发生是因为物质场与暴胀子的非最小耦合。尽管耦合很小，预热发生作为一个狭窄的参数共振，其中物质场和暴胀子模式是指数创建。我们表明，在使用的近似，该过程是非常有效的，在后期。共振阶段让位于暴胀到玻色子或费米子自由度的衰减，并确定了相应的再加热温度。
2009-08-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion Model with Intermediate Scale Fermionic Dark Matter
我们研究了一个非超对称的$SO(10)\times U(1)_{\rm PQ}$轴子模型，其中$U(1)_{\rm PQ}$在暴胀后发生自发破缺，并利用Lazarides-Shafi机制解决了轴子畴壁问题.这就需要引入两个费米子10-plets，使得QCD瞬子显式$U(1)_{\rm PQ}$破缺后的离散对称性从$Z_{12}$降为$Z_4$，其中$Z_4$与$SO(10)$的中心重合（更准确地说是$Spin(10)$）。$Z_4$的一个完整的$Z_2$子群产生了中间尺度拓扑稳定的弦，以及一个稳定的电弱双重非热暗物质候选者，来自费米子10-plets，质量相当于或略小于轴子衰变常数$f_{\rm a}$。我们提出了一个明确的实现与通货膨胀考虑，其中还包括非热leptogenesis。费米子暗物质质量位于$3\times 10^{8}-10^{10}~{\rm GeV}$范围内，其对遗迹暗物质丰度的贡献可以与轴子的贡献相媲美。
2020-07-05 astro-ph.CO hep-ph
Near-inflection point inflation and production of dark matter during reheating
我们研究了慢卷单场暴胀方案和非热费米子暗物质以及标准模型Higgs粒子在再加热过程中的产生。对于暴胀情形，我们考虑了两个多项式势模型--一个关于原点对称，另一个不对称。我们从普朗克/比塞普的当前宇宙微波背景（CMB）数据中修正了势的系数。接下来，我们探讨了耦合$(y_χ)$与暴胀子和质量$(m_χ)$的暗物质（DM）粒子$(χ)$在再加热和满足CMB和其他几个宇宙学约束。
2022-11-28 astro-ph.CO hep-ph
Small Field Polynomial Inflation: Reheating, Radiative Stability and Lower Bound
我们重新审视了通货膨胀的可重整多项式拐点模型，重点放在小领域的情况下，可以完全解析地处理。特别地，谱指数的运行被预测为$α= -1.43 \times 10^{-3} +5.56 \times 10^{-5} \left(N_{\rm CMB}-65 \right)$，这可能在将来被测试。我们还分析了再加热通过微扰暴胀衰变到费米子或玻色子通过三线性耦合的最终状态。从大爆炸核合成成功的再加热温度的下限给出了这些耦合的下限;另一方面，暴胀子势的辐射稳定性导致上限。结合起来，这导致了近拐点的位置$ϕ_0$的下限，普朗克单位中的$ϕ_0 > 3 \cdot 10^{-5}$。膨胀期间的哈勃参数可以低至$H_{\rm inf} \sim 1$ MeV，也可以高至$\sim 10^{10}$ GeV。类似地，再加热温度可以位于其下限$\sim 4$ MeV和费米子（玻色子）暴胀子衰变的大约$4 \cdot 10^8 \ (10^{11})$ GeV之间。最后，我们推测宇宙的“史前史”在这种情况下，其中可能包括一个时代的永恒的通货膨胀。
2021-08-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
