Inflationary cosmology in modified gravity theories
为了推广Starobinsky暴胀模型,我们回顾了在修正引力(如$R^2$引力)及其扩展下的暴胀宇宙学。特别地,我们探讨了由三种效应实现的暴胀:引力的修正,量子反常,以及圈量子宇宙学中的$R^2$项。结果表明,在这些暴胀模型中,密度微扰标量模的谱指数和张量标量比与Planck的结果是一致的.本文还解释了$F(R)$引力中的弹跳宇宙学。
2015-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Cosmological Heavy Ion Collider: Fast Thermalization after Cosmic Inflation
重离子对撞机揭示了“快速热化”过程。这一实验突破为研究弱耦合和强耦合下的热化过程提供了新的理论工具。我们将其应用于暴胀宇宙学的再加热时代,以及宇宙学夸克-胶子等离子体(QGP)的形成。我们计算了QGP在再加热时的热化时间,发现它由暴胀的能量标度和剪切粘滞熵比$η/s$决定,或者等价地由热化时的张量标量比和强耦合常数决定.热化在低尺度暴胀和强耦合系统中几乎是瞬间实现的,而在弱耦合系统或高尺度暴胀之后,热化则需要一个或小于一个e倍的膨胀。我们证明,膨胀的预测是强大的物理热化,并找到一个随机背景的引力波在干涉仪可访问的频率,虽然幅度很小。
2020-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary constraints on the moduli-dependent species scale in modular invariant theories
本文证明一类模暴胀模型预言在约10^15至10^17 GeV能量范围内出现新物理,通过比较模依赖物种尺度与暴胀观测约束,并在SL(2,Z)模暴胀模型中用物种尺度重表达观测量,进而讨论对一般Calabi-Yau三维流形的意义。
2025-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multiple Field Inflation and Signatures of Heavy Physics in the CMB
在这篇硕士论文中,我们研究了多场暴胀和超引力下暴胀模型的紫外敏感性。我们首先介绍暴胀及其目前的观测状况。然后,我们提供了一个多场暴胀的研究文献综述。我们翻译之间的不同符号和定义中使用的各种文件和研究不同的近似方案和它们的制度的有效性。最后,我们从最近的文献中的多场暴胀模型进行了数值研究。我们研究当前和未来的实验是否能够检测到这些模型中额外字段的存在。
2015-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Chaotic Inflation with a Fractional Power-Law Potential in Strongly Coupled Gauge Theories
具有分数幂律势的混沌暴胀模型不仅可行,而且在可预见的未来是可检验的。我们表明,这种模型可以实现在简单的强耦合超对称规范理论。在这些模型中,暴胀过程中的能量标度是由强规范动力学引起的维度嬗变动态产生的。因此,这样的模型不仅解释了暴胀势中分数幂的起源,而且还提供了暴胀的能量尺度比普朗克尺度小得多的原因。
2012-11-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Attractor Models in Scalar-Tensor Theories of Inflation
本文结合某些标量-张量引力理论,如$f(R)$引力和Brans-Dicke理论,研究暴胀的宇宙吸引子模型。对于这些理论中函数自由度的某些特定选择,人们在($n_s$ - $r$)可观测平面中得到类似Starobinsky的预言。我们已经证明,某些$f(R)$和Brans-Dicke理论的拉格朗日密度中的这些选择满足宇宙吸引子的条件。这就解释了为什么已知的$f(R)$和Brans-Dicke理论的预言在某些情况下似乎是被广泛讨论的吸引子理论的预言。此外,我们还分析了吸引子模型的预测是如何随着理论的函数自由度的变化而保持不变的。
2018-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Heavy Field Effects on Inflationary Models in Light of ACT Data
本文探讨了重场在膨胀模型中通过增加$ n_s $和$ α_s $与ACT数据的兼容性,扩展了传统膨胀模型并提出了具体模型实现。
2025-12-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Heavy fields, reduced speeds of sound and decoupling during inflation
我们讨论和澄清有效的单场论的有效性,通过整合出重度的自由度的制度,绝热扰动传播的抑制声速的通货膨胀。我们通过构造表明,在暴胀背景下,声速仍然受到抑制,慢卷持续足够长的时间,这确实是可能的。在这类模型中,重场影响绝热模式的演变的方式是一致的物理低和高能量的自由度去耦。我们强调等曲率模式的有效质量和传播的高能量模式的本征频率之间的区别。至关重要的是,我们发现,定义高频模式的质量间隙随着转向的强度而增加,即使天真的重(等曲率)和轻(曲率)模式变得更强耦合。绝热性始终保持不变,导出的有效场论保持在弱耦合状态,满足了对所得原始功率谱的所有当前观测约束。此外,这些模型允许一个显著大的等边非高斯性。
2012-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck constraints on inflation in auxiliary vector modified $f(R)$ theories
我们表明,通用的$α$ -吸引子模型的通货膨胀,可以实现包括一个辅助矢量场$A_μ$的Starobinsky模型与拉格朗日$f(R)=R+R^2/(6M^2)$。如果将同样的过程应用于一般的修正的$f(R)$理论,其中Ricci标量$R$被具有常数$β$的$R+A_μ A^μ+β\nabla_μA^μ$代替,我们得到具有标量势和Brans-Dicke参数$ω_{\rm BD}=β^2/4$的Brans-Dicke理论.我们还将观测约束的基础上,从最新的普朗克测量的宇宙微波背景(CMB)的温度和偏振各向异性的辅助矢量修改$f(R)$理论的膨胀模型。在修正的Starobinsky模型中,我们发现参数$β$被限制为$β<25$(68\,\ %\,confidence level).
2015-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary non-Gaussianities in the most general second-order scalar-tensor theories
对于非常一般的标量场理论,其中的运动方程是在二阶,我们评估的三点关联函数的原始标量扰动暴胀过程中产生的。我们表明,非高斯的形状是很好的近似等边型。在慢变参数远小于1的准de Sitter背景下导出了等边非线性参数f_NL^equil。我们将f_NL^equil的公式应用于一些单场暴胀模型,如k-暴胀,带Galileon项的k-暴胀,势驱动的Galileon暴胀,非最小耦合模型(包括场导数耦合模型)和Gauss-Bonnet引力。
2011-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The UV Sensitivity of Axion Monodromy Inflation
University of Cambridge(剑桥大学)
本文研究了轴子单峰膨胀在紫外启发模型中的敏感性,发现其宇宙观测值受远高于哈勃尺度的重场影响,通过双场扩展揭示轴子势的振荡调制导致重场持续激发,挑战了传统单场描述。
2026-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can non-local or higher derivative theories provide alternatives to inflation?
从绝热真空涨落产生所观察到的标度不变功率谱的标准机制依赖于曲率扰动作用中场的一阶导数。\cite{Geshnizjani:2011dk}已经证明,在这个假设下,任何与宇宙学观测相匹配的早期宇宙理论都应该包括加速膨胀(即暴胀)的阶段,或者它必须打破经典广义相对论的以下原则中的至少一个:能量条件(NEC),亚光速信号传播,或亚普朗克能量密度。我们将这个证明扩展到一个大类的理论与更高的(空间)衍生或非本地条款的行动。有趣的是,只有在具有$ω_k \propto k^0$和$k^3$的Lifshitz点附近的理论仍然可行。
2013-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation, the scale of supersymmetry breaking, and moduli stabilization
本文在$\mathcal N = 1$超引力理论框架下讨论了暴胀过程中重标量场的作用。这种重标量可以是弦紧化的几何模,也可以是来自理论不同部分的稳定子场。即使这些场在暴胀期间比哈勃尺度更重,它们通常也会引起改变系统动力学的反反应。当重场打破超对称性时,可能会出现严重的问题,这对凯勒模量来说是非常普遍的。我们用两个例子来说明这些效应,混沌膨胀和Starobinsky样膨胀。在混沌暴胀中,重凯勒模量的反作用导致二次势的平坦化。然而,在许多类似斯塔宾斯基暴胀的情况下,逆反应破坏了平台的平坦性。
2015-11-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Decoupling Survives Inflation: A Critical Look at Effective Field Theory Violations During Inflation
我们研究了有效场论方法的有效性和暴胀过程中重场的解耦。考虑模型的通货膨胀,其中暴胀子耦合到一个沉重的(超哈勃)自由度最初在其真空状态,我们发现,违反解耦是不存在的,除非有一个故障的慢滚条件。接下来,我们允许暂时离开通货膨胀导致一段时间的非绝热性期间,有效场论方法是已知的失败。我们发现事件的局部性和能量守恒导致重场效应的大小有一个严格的界限。我们讨论了功率谱和非高斯性的影响,并评论与最近的多场暴胀模型的动力学研究的连接。我们的研究结果进一步激发了使用有效场论方法来表征宇宙暴胀,并集中在膨胀过程中的额外自由度的可观测性的问题,以接近哈勃尺度或以下-预期从威尔逊的解耦和自然的概念。
2012-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the importance of heavy fields in pseudo-scalar inflation
研究赝标量暴胀中重场效应,发现重场通过非线性色散和Chern-Simons耦合影响曲率扰动,其逆衰变贡献在质量接近Hubble尺度时显著。
2024-02-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary Perturbations in No-Scale Theories
我们研究了一般(经典)标度不变理论中的暴胀扰动。这种情况是由层次问题的动机,并提供了自然的暴胀潜力和暗物质的候选人。我们详细分析了所有部门(标量,矢量和张量扰动)给出的一般公式,潜在的可观察到的功率谱,以及曲率谱指数$n_s$和张量标量比$r$。我们表明,保守的哈密顿量的所有扰动不具有负能量,即使在存在的Weyl平方项,如果进行适当的量子化,并认为这一项不会导致现象学问题,至少在一些相关的设置。一般公式,然后应用到一个具体的无标度模型,其中包括希格斯粒子和标量,“普朗克粒子”,其真空期望值产生普朗克质量。通货膨胀可以触发的普朗克粒子和Starobinsky标量的组合,我们表明,没有张力与观察是目前即使在纯普朗克膨胀的情况下,如果系数的Weyl平方项是足够大的。一般来说,在这种情况下甚至允许二次暴胀。此外,外尔平方项导致等曲率模式,目前满足观测范围,但可能与未来的实验检测。
2017-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Influence of heavy modes on perturbations in multiple field inflation
我们研究了多场暴胀模型中的线性宇宙学扰动,其中一些方向是轻的,而另一些方向是重的(相对于哈勃参数)。通过对大量的自由度进行积分,我们确定了光自由度的多维有效理论,并明确给出了传播矩阵,以取代一维情况下的有效声速。然后,我们详细研究的后果突然转向沿膨胀的轨迹,特别是可能的故障的低能量有效理论的情况下,重模式被激发。借助于场空间中的一种新的基,而不是通常的绝热/熵基,我们研究了扰动在转向过程中的演化。特别地,我们计算了功率谱,并与低能有效理论的结果进行了比较。
2013-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary gravitational waves in the effective field theory of modified gravity
在修正引力的有效场论方法中,我们导出了平坦各向同性宇宙学背景下张量扰动的二阶作用量和运动方程。这种分析适应了广泛的引力理论,包括Horndeski理论,它的推广,以及空间导数高于二阶的理论(例如,Horava-Lifshitz引力)。通过考虑高阶空间导数引起的修正和对de Sitter背景的慢滚修正,我们得到了张量模的暴胀功率谱。我们还表明,在具体的修改引力理论的首阶谱可以映射到广义相对论下的非形式变换。我们的一般公式将是有用的约束膨胀模型从未来的精确测量的B模式极化的宇宙微波背景。
2015-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large Field Inflation Models from Higher-Dimensional Gauge Theories
受最近BICEP 2探测到的CMB的B模偏振的启发,我们研究了可以从高维规范理论得到的大场暴胀模型。给出了CMB观测对规范理论参数的约束,并讨论了约束的自然性。在所分析的模型中,但丁的地狱模型是这个框架中最受欢迎的模型。
2015-03-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Equivalence of inflationary models between the metric and Palatini formulation of scalar-tensor theories
当标量场与曲率非最小耦合时,引力的基本几何和变分原理--度规或帕拉丁尼--就变得很重要,并产生了影响,因为场的动力学和观测预测通常取决于这一选择。在本文中,我们描述了一个分类原则,其中包括度量和Palatini模型的通货膨胀,采用的事实,通货膨胀的可观测量可以整齐地表示在保角变换和标量场重新定义下保持不变的某些数量。这使我们能够阐明特定条件下,当一个模型产生等效的现象学的度量和Palatini形式主义,也概述了一种方法,如何系统地构建不同的模型,在这两个配方,产生相同的可观的。
2020-08-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Comment on ``Inflation and flat directions in modular invariant superstring effective theories''
Gaillard,Lyth和Murayama的暴胀模型进行了重新审视,与系统的扫描参数空间的暴胀过程中的稳定化。
1999-10-25 astro-ph hep-ph hep-th
Heavy Particles from Inflation
我们描述了一种简单而有效的机制,通过这种机制,从原始的暴胀时代大量地产生了非常重的粒子。它适用于标量场,这些场在暴胀期间是无质量的或非常轻的,并且在暴胀结束后立即获得大质量。这样的粒子可以存在于现实的场景中,正如我们在场论和弦论的背景下用几个例子所说明的那样。这些领域的长波长的波动,在膨胀过程中产生的几乎标度不变的频谱,并可能在后期的重场的能量密度的主要贡献。最后讨论了我们的结果在超重暗物质和稀薄成因中的应用。
2005-01-14 astro-ph hep-ph hep-th
On cosmic inflation in vector field theories
研究了阿贝尔向量暴胀中的纵向鬼问题。事实证明,在具有三个自由度且没有任何额外(标量)场的洛伦兹不变矢量场论类中,由于拉里·福特的经典解具有极其平坦的势,因此其可能性基本上被耗尽。此外,为了避免严重的梯度不稳定性,还需要满足该势的一个额外条件。同时,一些违反洛伦兹的修改是值得探索的。
2011-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modified Gravity Theories on a Nutshell: Inflation, Bounce and Late-time Evolution
本文系统地回顾了宇宙学中修正引力的一些标准问题和最新进展,重点介绍了暴胀宇宙学、弹跳宇宙学和晚时加速时代。特别是,我们提出了标准的修改重力理论的代表,如$F(R)$,$F(\mathcal{G})$和$F(T)$重力理论的形式主义,但也出现在文献中的几个替代理论的建议,在过去的十年。我们强调为这些理论发展的形式主义,并解释这些理论如何被认为是对我们宇宙的可行描述。使用这些理论,我们提出了如何在这些理论的背景下,一个可行的通货膨胀时代可以产生,与可行性被证明,如果与最新的观测数据的兼容性实现。我们还展示了如何弹跳宇宙学实际上可以描述这些理论。在此基础上,我们利用修正的引力理论体系系统地讨论了暗能量时代的几个定性特征,并批判性地讨论了如何在修正的引力理论框架下统一描述暴胀和暗能量时代.最后,我们还讨论了一些天体物理解的背景下修改的重力,这些解决方案的几个定性特征。本综述的目的是收集不同的修正引力技术,并形成一个虚拟的修正引力“工具箱”,其中将包含在各种形式的修正引力背景下关于暴胀、暗能量和弹跳宇宙学的所有必要信息。
2021-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Accelerating Cosmologies and Inflation from M/Superstring Theories
我们回顾了从高维引力理论,特别是十维超弦理论和十一维M理论中获得加速宇宙学和/或暴胀的最新进展。我们首先讨论了超弦/M-理论的有效低能理论中为什么很难得到暴胀行为,即:e.超引力理论然后,我们总结了有趣的解决方案,包括S膜,产生加速宇宙学和暴胀的解决方案,在M理论与高阶修正。在弦的背景下膨胀的其他方法也简要讨论。
2005-02-07 astro-ph hep-ph hep-th
Effective field theories and inflationary magnetogenesis
这种有效的方法被应用于暴胀磁生的分析。而不是假设一个特定的基本描述,所有的一般协变项可能出现的四个时空导数的有效行动已被包括和加权的暴胀依赖耦合。高阶导数被典型质量尺度的负幂所抑制,其具体值最终取决于张量与标量之比。在准de Sitter阶段,相应的修正总是导致超磁和超电磁化率之间的不对称。在提出了一个一般的方法估计的规范功率谱,所得到的结果说明了通用模型,也在一些非通用的情况下,无论是暴胀有一些额外的对称性或高阶项是潜在的主导地位。
2021-04-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Disappearing Inflaton Potential via Heavy Field Dynamics
我们提出了一种可能性,暴胀的潜力显着修改后,由于重场动力学的通货膨胀。在暴胀期间,可能存在稳定在偏离低能最小值的值的重标量场。当重场移动到低能量最小值时,暴胀子势可能会发生显著的变化。在极端情况下,暴胀子势消失,暴胀子在暴胀后的某个时间几乎变成无质量。暴胀子势的这种转变对原始密度扰动、再加热、不需要的遗迹的产生、暗辐射和对光自由度的实验研究有着有趣的影响。具体地说,我们考虑了超引力中的混沌暴胀,其中暴胀子质量参数被提升为模场,发现暴胀子在跃迁后变得稳定,并对暗物质有贡献。另一个例子是MSSM希格斯场的新暴胀,它在暴胀后获得了很大的期望值,但在跃迁后又回到原点,并在电弱真空中稳定下来。有趣的是,与普朗克尺度相比,电弱尺度的微小性与暴胀子势的平坦性直接相关。
2015-09-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Frame-Covariant Formulation of Inflation in Scalar-Curvature Theories
通过推广标量曲率理论的暴胀吸引子解,我们在慢卷近似下建立了暴胀的框架协变公式。我们的公式产生了新的广义形式的潜在的慢滚参数,这使我们能够检查共形变换和标量曲率理论中的暴胀重参数化的效果。我们发现,宇宙学观测,如功率谱,谱指数和他们的runnings,可以表示在一个简洁的方式在广义潜在的慢滚参数依赖于标量曲率耦合函数,暴胀子波函数,暴胀子势。我们展示了如何宇宙学观测的通货膨胀是框架不变的,在这个广义的潜在的慢卷形式主义,只要结束的通货膨胀的条件是适当的扩展,成为框架不变的。然后,我们将我们的形式主义的具体情况下,如诱导引力膨胀,希格斯膨胀和$F(R)$模型的通货膨胀,并获得更准确的结果,而无需额外的近似的潜力。我们的结果被证明是一致的最低阶与文献中提出的。最后,我们概述了我们的框架协变形式主义可以自然地扩展到树级近似之外,在Vilkovisky-DeWitt有效行动的框架内。
2016-04-22 gr-qc hep-ph hep-th
From geometry to cosmology: a pedagogical review of inflation in curvature, torsion, and extended gravity theories
本文回顾了基于曲率、扭力和扩展引力理论的膨胀宇宙学,探讨了标量场与几何量的相互作用及其对膨胀动力学的影响,并连接了理论模型与观测数据。
2025-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Higher derivatives and power spectrum in effective single field inflation
我们研究了下一个领先的修正的有效作用的曲率扰动通过整合出耦合重等曲率扰动。这些修正是由于在有效理论展开中包括了由重物理的质量尺度加权的高阶导数算子。我们发现修正项被哈勃参数与重质量尺度的比值所抑制。对于一个简单的例子,给出了曲率扰动功率谱的相应修正。
2015-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
D-term Inflation in Superstring Theories
由$D$项控制的暴胀阶段避免了超引力中暴胀的慢滚问题,并且可能出现在具有非反常或反常U(1)规范对称性的理论中。最有趣也是最常被提及的可能性是,触发暴胀的费耶特-伊利奥普洛斯$D$项是超弦理论中出现的一项。我们讨论了在超弦模型中建立一个成功的$D$项暴胀模型时所面临的复杂性。特别是,我们表明,“真空移位”现象的弦论通常是非常有效的,即使在早期的宇宙,从而防止通货膨胀的发生。另一方面,当$D$项暴胀自由发生时,弦理论中过多的场和几个非反常的附加阿贝尔对称性的存在,可能有助于协调COBE规范化所要求的费耶特-伊利奥普洛斯$D$项的值与弦论所预言的值。我们还表明,在超弦$D$长期的通货膨胀引力子可能不会造成宇宙学问题。
1998-04-02 astro-ph hep-ph hep-th
Inflation from Asymptotically Safe Theories
我们调查模型中,通货膨胀是由紫外线安全和相互作用的标量部门产生的一类新的非超对称规范场理论。这些新的理论,不同于一般的标量模型,定义到任意短的距离,因为存在一个可控的紫外相互作用的不动点。在紫外固定点的标量耦合和他们的整体运行的基础理论的几何结构预测。我们分析了这些理论与引力的最小和非最小耦合以及对暴胀的影响。在最小耦合情况下,理论需要对量子势进行大的非微扰量子修正,以使理论与数据一致,而在非最小耦合情况下,理论耦合中的微扰机制是优选的。要求理论再现所观察到的密度扰动幅度约束了理论的几何数据,例如非最小耦合的通用值的颜色和味道的数量。
2015-03-02 gr-qc hep-ph hep-th
Realising effective theories of tribrid inflation: Are there effects from messenger fields?
三重暴胀是超对称混合暴胀的一种变体,其中暴胀子是一个物质场(在规范对称性下可以带电),暴胀以瀑布场的GUT尺度相变结束。这些特征使得三重暴胀成为实现暴胀的一个很有前途的框架,与粒子物理有着特别密切的联系。三重暴胀的超势涉及到被某个截断尺度所抑制的有效算符,这个截断尺度通常被认为是普朗克尺度。然而,这些算子也可以通过积分出质量低于普朗克尺度的信使超场来产生,这实际上在大统一理论和/或味道模型中很常见。暴胀过程中暴胀子场的值可以高于这个质量标度,这意味着要可靠地计算模型预测,必须超越有效的理论描述。因此,我们讨论实现的有效理论的三重暴胀,并指定在何种情况下的影响,从信使领域的预期,在何种条件下,他们可以安全地被忽略。特别是,我们指出如何构建实现,尽管事实上,暴胀子场的值以上的信使质量尺度,预测的观测值是(一个很好的近似)相同的计算在有效的理论治疗信使质量尺度确定与(表观)截止尺度。
2015-09-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Perturbative unitarity in quasi-single field inflation
我们研究了具有暴胀子和一个质量标量的准单场暴胀的微扰么正性的含义。分析高能散射,我们表明,非高斯性与$|f_{\rm NL}|\gtrsim1$不能实现,而不打开的相互作用,违反在高能量标度的么正性。然后,我们提供了一个$f_{\rm NL}$和新的物理,是紫外线完成所需的规模之间的关系。特别是在Hubble尺度$H\gtrsim 6\times 10^{9}$ GeV下,Planck压缩算符容易产生过大的非高斯性,如果不引入抑制量子引力修正的机制,很难实现成功的准单场暴胀.我们还将分析推广到等曲率模较重且暴胀动力学由暴胀子有效理论捕获的区域。在要求含有暴胀子和一个重标量的双标量UV模型具有微扰么正性的条件下,我们阐明了UV可由一个重标量完备的$P(X,ϕ)$模型的参数空间.
2021-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Regular inflationary cosmology and gauge theories of gravitation
在引力规范理论的框架下,研究了标量场和超相对论物质填充的均匀各向同性模型的宇宙学方程。讨论了以超相对论物质为主导的平坦型、封闭型和开放型的规则暴胀宇宙学模型。结果表明,暴胀宇宙学模型的本质部分具有弹跳性。
2003-12-29 astro-ph gr-qc hep-th
Inflation in non-minimal matter-curvature coupling theories
我们研究了在物质和曲率之间存在非最小耦合的情况下由标量场驱动的暴胀现象。我们表明,弗里德曼方程可以显着修改时,膨胀过程中的能量密度超过一个临界值所确定的非最小耦合,这反过来又可能大大修改的频谱的原始扰动和暴胀动力学。特别是,我们表明,这些模型的特点是张量-标量比和张量谱指数之间的一致性关系,可以从广义相对论的预测显着不同。我们还给出了一些最常见的潜在的观测预测的例子,并使用普朗克合作的结果来限制非最小耦合的规模。
2017-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Early Inflation and Cosmology in Theories with Sub-Millimeter Dimensions
我们讨论早期宇宙学的理论,基本普朗克质量接近TeV规模。在这样的理论中,标准模型场被局部化到具有n个新的横向亚毫米尺寸的空间维度的(3+1)维壁。所涉及的主题包括:在新维度的尺寸仍然很小的时候发生的早期膨胀,密度扰动的频谱和幅度,当内部维度发展到最终的“大”半径时我们世界的收缩的后膨胀时代,以及在这两个时代中大量引力子的产生。还讨论了半径模问题。
1999-04-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Nonlocal Inflation
我们考虑在含有无穷多个导数的非定域场论中实现暴胀的可能性。这样的结构在弦场论和许多玩具模型中自然出现,比如p-adic弦。在回顾了高导数理论的复杂性(鬼和不稳定性)后,我们讨论了具有无穷多个导数的理论的初值问题和微扰稳定性。接下来,我们将考察这些理论的暴胀动力学和现象学。非定域暴胀可以进行,甚至当潜在的天真太陡,一般预测大的非高斯在宇宙微波背景。
2008-11-05 astro-ph gr-qc hep-ph
Quantum gravitational corrections to the inflationary power spectra in scalar-tensor theories
我们导出了一般单场标量-张量理论的暴胀功率谱的第一个量子引力修正,该理论包括与引力的非最小耦合、非标准标量动力学项和标量场的任意势.我们从惠勒-德威特方程的半经典展开式中得到这些修正,而惠勒-德威特方程又控制着量子引力正则方法中的全量子动力学。我们讨论了这些修正的大小和相关性,以及它们在暴胀光谱观测中的特征签名。我们比较我们的结果进行了类似的计算的最小耦合标量场与正则动力学项,并讨论了量子引力修正的非最小耦合的影响。
2019-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation and reheating in theories with spontaneous scale invariance symmetry breaking
研究了具有非最小耦合标量场的二次引力的标度不变模型。我们专注于宇宙学的解决方案,并发现规模不变性是自发打破和质量尺度自然出现。在对称性破缺之前,宇宙经历了暴胀膨胀,与斯塔罗宾斯基模型的观测预测几乎相同。在暴胀结束时,哈勃参数和标量场通过阻尼振荡收敛到一个稳定的不动点,恢复了通常的Einstein-Hilbert作用量。围绕固定点的振荡可以以各种方式重新加热宇宙,我们详细研究了其中的一些可能性。
2016-06-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gauging scale symmetry and inflation: Weyl versus Palatini gravity
本文对具有{ \it规范}尺度对称性的两种二次引力理论中的暴胀现象进行了比较研究:1)原始的Weyl二次引力理论和2)由类似作用量定义的理论,但是用Palatini方法代替Weyl联系而得到的理论。这些理论具有由这种对称性的规范场($w_μ$)引起的不同的矢量非度规性。这两种理论都有一个新的规范尺度对称性的自发破缺,在没有物质的情况下,必要的标量场不是为了这个目的而专门加入的,而是几何起源和二次作用的一部分。$w_μ$的Einstein-Proca作用量、普朗克标度和度规是在$w_μ$获得质量后的破缺阶段出现的(Stueckelberg机制),然后再破缺。在物质($ϕ_1$)的存在下,非最小耦合,标量势在耦合和场重标度的两种理论中是相似的。对于小的场值的潜力是希格斯,而大的领域的通货膨胀是可能的。由于它们的$R^2$项,两个理论都有一个小的张量标量比($r\sim 10^{-3}$),在Palatini情况下更大。对于一个固定的光谱指数$n_s$,减少非最小耦合($ξ_1$)增加$r$,这在Weyl理论中是有界的从上面的Starobinsky膨胀。对于一个足够小的$ξ_1\leq 10^{-3}$,与Palatini版本不同,Weyl理论给出了一个类似于Starobinsky暴胀的依赖关系$r(n_s)$,同时也保护了$r$不受高维算子修正。
2021-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Classification of $f(R)$ Theories Of Inflation And The Uniqueness of Starobinsky Model
本文通过数学类比对$f(R)$理论进行分类,证明Starobinsky模型是唯一能实现慢-roll膨胀的多项式理论,并探讨了常-roll与慢-roll膨胀的过渡问题。
2026-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation in Motion: Unitarity Constraints in Effective Field Theories with Broken Lorentz Symmetry
在暴胀期间,存在一个优选的参考系,其中背景时空的膨胀是空间各向同性的。与闵可夫斯基时空相反,观测量可以依赖于系统相对于宇宙静止系的速度。我们从辐射稳定性和么正性中导出了具有自发破缺洛伦兹对称性的有效场论的新约束。除了最大能量标度之外,现在还有一个临界速度,在这个速度下,理论就崩溃了。因此,该理论在时间和空间上具有不同的分辨能力,我们证明,只有在不存在立方洛伦兹破坏相互作用的情况下,这些才能重合。将这些界限应用于暴胀的有效场论,我们确定了暴胀既可以是单场又可以在亚视界尺度上弱耦合的参数空间区域。这可以实现为一个理论上的先验,我们说明了这一点明确使用普朗克观测约束的原始双谱。
2021-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Assisted Chaotic Inflation in Higher Dimensional Theories
我们解决了混沌膨胀中的大初始场值问题,并在所谓的辅助膨胀框架内提出了一种补救措施。我们证明了一个4维理论的多个,标量场与初始字段值大大低于普朗克尺度,可以引起通货膨胀,即使没有一个单独的标量场是能够驱动通货膨胀。因此,由可能的不可重整化的相互作用的存在所引起的问题被去除。作为多个标量场理论的一个具体例子,我们考虑一个(4+d)维场论的一个单一的,非相互作用的大质量标量场的KK模式起着辅助部门的作用。为了让KK模有助于暴胀,额外维度的尺寸必须大于逆(4D)普朗克尺度。
1999-06-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Multi-phase induced inflation in theories with non-minimal coupling to gravity
本文研究了具有两个平坦区域的感生暴胀现象:一个是大场区的类Starobinsky平台,另一个是Einstein框架势鞍点附近的较短平台。这种多相暴胀的情况可以用来解决经典宇宙学的问题。鞍点平台的膨胀与数据一致,并且可以具有任意低的尺度。这些结果在Higgs-Axion弛豫的背景下是有用的,并且在一定的限制下它们等价于$α$ -吸引子。
2016-07-08 astro-ph.CO hep-th
Generic estimates for magnetic fields generated during inflation including Dirac-Born-Infeld theories
本文在DBI理论的框架下,对暴胀过程中产生的大尺度磁场的强度进行了估计。这种分析是足够普遍的意义上说,它涵盖了大多数共形对称破缺理论,其中的电磁场耦合到一个标量场。在DBI理论中,有一个与声速相关的附加因素,它允许在超相对论区域中导致磁场的额外放大。我们澄清的条件下,种子磁场饲料的银河发电机机制在去耦时代,以及目前的磁场在银河系尺度上充分产生,以满足观测范围。
2008-07-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Inflation in scale-invariant theories of gravity
多亏了普朗克合作,我们以前所未有的精度知道了原始波动的标量谱指数的值。此外,对普朗克、BICEP 2和KEK数据的联合分析进一步限制了张量-标量比$r$的值,因此混沌暴胀的情况似乎不受欢迎。受这些结果的启发,我们寻找一个模型,该模型产生的$r$值大于Starobinsky模型预测的值,但仍在新的约束范围内。我们表明,纯粹的二次,可重整化,尺度不变的重力,实现了循环校正,满足这些要求。
2015-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Schwinger-Keldysh mechanism in extended quasi single field inflation
利用Schwinger-Keldysh机制研究了一个扩展的包含多个半重等曲率场的暴胀准单场模型。我们计算了双谱和三谱的振幅和形状。我们表明,与Schwinger-Keldysh机制相关的图解方法大大简化了分析标准的形式主义。这种方法有助于研究暴胀过程中的质量谱和轻、半重场的耦合。
2019-01-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the importance of heavy fields during inflation
我们研究了两个领域的暴胀模型的动力学特征之间的曲率和isocurvature模式的质量层次。当层次是大的,一个低能量的有效场论(EFT)存在,其中只有曲率模式参与的扰动动力学。在该EFT中,重场在低能量动力学中继续具有重要作用,因为每当多场轨迹在目标空间中经历急转弯时,重场与曲率模式的相互作用降低了它们的声速。在这里,我们分析的一般条件下,EFT仍然是一个可靠的描述曲率模式的线性演化。我们发现,主要的条件包括要求的变化率的转弯的角速度保持抑制相对于重模式的质量。这个绝热条件允许EFT准确地描述了大量的各种情况下,多场轨迹是受急转弯。为了检验这一点,我们分析了几个模型的轮流,并表明,事实上,功率谱获得的原始两个场论和它的单场EFT是相同的绝热条件时,得到满足。特别是,当转弯是尖锐和突然的,他们被发现在功率谱中产生大的功能,准确地再现的EFT。
2012-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Towards general patterns of features in multi-field inflation
我们调查的后果一般弯曲的轨迹在多场暴胀。在利用自然容纳轻重模概念的质量基建立了一个完全普遍的形式体系之后,我们详细研究了两个场系统中两个连续转弯的简单情况。我们发现的曲率扰动的功率谱接收的修正,表现出振荡的功能正弦的对数的同动波数没有慢滚抑制。我们表明,这是因为重模式的共振内和外的质量视界。
2015-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Problem of Cosmological Singularity, Inflationary Cosmology and Gauge Theories of Gravitation
在引力规范理论的框架下讨论了宇宙学奇点问题。介绍了包括标量场和一般引力物质的均匀各向同性模型的广义宇宙学Friedmann方程。通过对引力物质物态方程和GCFE不定参数的某些限制,指出平坦型、开放型和封闭型暴胀宇宙学模型的共同特征是它们的正则弹跳性。
2004-02-05 astro-ph gr-qc hep-th
Adiabatic Perturbations in GW170817-Compatible Einstein-Gauss-Bonnet Inflation
ICREA;Institute of Space Sciences (ICE-CSIC)(空间科学研究所(ICE-CSIC));Aristotle University of Thessaloniki(塞萨洛尼基亚里士多德大学);Khazar University(哈扎尔大学)
本文研究与GW170817兼容的EGB暴胀理论的绝热性,推导其物理参数约束,发现仅一类该类理论无绝热性病态。
2026-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation with vector fields revisited: heavy entropy perturbations and primordial black holes
本文在共动规范下重访动力学耦合矢量场的暴胀,探索I≫1的未充分研究区域,发现熵扰动变重使累积效应衰减,推导出cₛ²=-1/3的有效场论,为原初黑洞生成提供潜在机制。
2024-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generalizing the Swampland: Embedding $P(X, φ)$ Inflationary Theories in a Curved Multi-field Space
本文研究了$ P(X, φ) $暴胀理论在曲场空间度规的双场论中的一般嵌入,这是研究de Sitter Swampland猜想与\textit{k}暴胀之间关系的一种可能途径.我们表明,这种嵌入方法适合于特殊类型的两个领域的模型,其中重场可以整合出在全行动水平。然而,由于重场有效质量的上界,这种嵌入是不精确的。我们量化了通过$ P(X, φ) $理论计算的声速与嵌入到下一个首阶项的双场图像之间的偏差。我们特别关注的第一个潜在的慢滚参数定义在两个领域的图片,并获得了一个上界。
2021-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th