Primordial Non-Gaussianity in Models with Dark Matter Isocurvature Fluctuations
我们研究了调制再加热和曲率子情形下的原初非高斯性和暗物质等曲率涨落。在这些场景中，可以产生大的非高斯性，另一方面，取决于暗物质是如何产生的，也可能出现过大的等曲率波动，这与目前的观测结果不一致。在本文中，我们研究这个问题的混合方案中的曲率波动也可以产生的暴胀子波动，以及从一个轻的标量场，如模量和曲率。我们表明，原始波动可以是高度非高斯的，而不冲突的等曲率波动的这种混合情况下，目前的约束。然而，如果等曲率起伏的约束像普朗克卫星所预期的那样变得更严格，那么绝热起伏的非线性参数$f_{\rm NL}$应该和$f_{\rm NL} \lesssim 3$一样小，这将对暗物质的产生机制产生有趣的影响。在这些情况下，还讨论了来自等曲率波动的非高斯性。
2009-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale dependences of local form non-Gaussianity parameters from a DBI isocurvature field
我们从DBI等曲率场导出了局部形式$f_{NL}$和$g_{NL}$的谱指数和它们的运行，并发现这些指数被声速$c_s$抑制。这种效应可以从膜运动的坐标系的角度用洛伦兹推进来解释。
2011-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Isocurvature Perturbations and Non-Gaussianity of Gravitationally Produced Nonthermal Dark Matter
引力粒子的产生自然发生在从暴胀阶段到非暴胀阶段的过渡期间。如果粒子是稳定的并且相互作用非常弱，那么它们就是天然的非热暗物质候选者。我们发现，这种非热暗物质粒子可以产生足够大的局部非高斯性，可以通过正在进行的和不久的将来的实验观察到，而不会与现有的等曲率边界相冲突。特别令人感兴趣的是，这些粒子可以通过局部非高斯性来观察，即使它们只占总暗物质含量的很小一部分。
2013-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Free-streaming and Coupled Dark Radiation Isocurvature Perturbations: Constraints and Application to the Hubble Tension
暗辐射（DR）作为一个新的物理候选者出现在标准模型之外的各种场景中。虽然经常假设DR中的扰动是绝热的，但如果在暴胀期间存在多个场，并且其衰变产物并不都彼此热化，则它们可以容易地具有等曲率分量。通过实施适当的等曲率初始条件（IC），我们仅从普朗克2018年的完整数据中推导出对不相关和相关DR密度等曲率扰动的约束，并与其他宇宙学数据集相结合。我们对自由流DR（FDR）的研究更新和推广了现有的中微子密度等曲率扰动的限制，包括不同数量的相对论自由度，并耦合DR（CDR）等曲率，我们推导出第一个界限。我们还表明，CDR质量新的物理效应相比，FDR。一个这样的效果是，对于等曲率IC，FDR与CDR相比产生更大的CMB各向异性-与绝热情况相反。更一般地，我们发现DR等曲率光谱的蓝色倾斜是优选的。这使得哈勃常数$H_0$的值比标准的$Λ$ CDM+ $ΔN_{\rm eff}$宇宙学的绝热光谱更大，并放松了$H_0$张力。
2022-05-10 astro-ph.CO hep-ph
Non-Gaussianity from Isocurvature Perturbations : Analysis of Trispectrum
CDM等曲率扰动可能存在非高斯性。我们提供了绝热和等曲率扰动的双谱和三谱的一般表达式。我们把这个结果应用到QCD轴子的情形，发现了当轴子主要由量子涨落产生时，双谱系数和三谱系数之间的一致关系：tau_{NL} ^（iso）~ 10 ^3 [ f_{NL} ^（iso）]^{4/3}.因此，未来对三谱和双谱的观测，对于理解CDM和重子不对称性的起源将是重要的。
2009-08-12 astro-ph.CO hep-ph
Hunting for Isocurvature Modes in the CMB non-Gaussianities
我们研究新的形状的本地原始非高斯性的CMB。允许原始的等曲率模式以及主要的绝热模式，角双谱一般是六种不同形状的叠加：通常的绝热项，一个纯粹的等曲率分量和四个额外的组件，产生的绝热和等曲率模式之间的相关性。我们提出了一类早期的宇宙模型，其中这六个组件之间的各种层次可以得到，同时满足目前的上界的功率谱中的等曲率分数。值得注意的是，即使有这个限制，可检测的非高斯性可以产生等曲率模式。最后，我们讨论了普朗克卫星探测这些新形状的前景。
2012-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianities from isocurvature modes
本文讨论了等曲率模式，特别是这些模式产生的局部类型的非高斯性。由于等曲率传递函数不同于绝热传递函数，原始等曲率模与绝热模的共存导致了角双谱的丰富结构，可分解为六个基本双谱。未来对资本市场管理局数据的分析将能够衡量它们的相对权重，或至少限制它们。因此，非高斯性提供了等曲率模式的新窗口。这是特别相关的一些情况下，如在这里提出的，产生等曲率模式的功率谱中的贡献被抑制，目前的数据所要求的，但其在非高斯的贡献可能是占主导地位的和可测量的。
2012-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Isocurvature Constraints and Anharmonic Effects on QCD Axion Dark Matter
我们重新审视等曲率密度扰动引起的量子波动的轴子场通过扩展最近开发的分析方法和近似的时间依赖的标量势，这使我们能够遵循的演化的轴子，直到它开始振荡。我们发现，随着初始失准角接近山顶的潜力，等曲率扰动变得显着增强，而非高斯参数增加缓慢，但肯定。因此，在轴子暗物质窗口的较小端附近，当轴子衰变常数fa <10 ^10 GeV时，暴胀尺度上的等曲率约束被收紧为Hinf < O（100）GeV。我们还推导出有用的公式的功率谱和非高斯等曲率扰动。
2013-09-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Correlation of isocurvature perturbation and non-Gaussianity
我们探讨了原始非高斯性和等曲率扰动之间的相关性。我们素描的曲率扰动和互相关功率谱的双谱之间的一般关系的暴胀子和另一个光场之间的显式耦合的存在下，引起等曲率扰动。使用一个具体的模型的Peccei-Quinn型场与一般的引力耦合，我们明确地说明了原始的双谱相关的互相关功率谱。假设结果为fnl ~ O（1），我们发现相关性的形式主要取决于暴胀模型，而仅弱地取决于轴子参数，尽管fnl本身确实严重依赖于轴子参数。
2015-07-24 astro-ph.CO hep-ph
Isocurvature Induced Gravitational Waves at Pulsar Timing Arrays
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文研究了四种等曲率扰动（CDM、物质、中微子和自由流暗辐射）引发的引力波谱，发现自由流暗辐射的引力波谱与CDM不同，且在大尺度上对等曲率扰动设定了严格约束。
2026-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Probing Dark Matter Isocurvature with Primordial Non-Gaussianity
本研究探讨暴胀中轻场产生的等曲率涨落与绝热扇区相互作用形成的混合非高斯性，其运动学依赖不同于局域形状，并针对QCD轴子场景提出可显著提升普朗克灵敏度的搜索参数空间。
2024-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spectral index and running of $g_{NL}$ from an isocurvature scalar field
原始非高斯性可能由高阶项支配，例如由$g_{NL}$而不是$f_{NL}$设置的项。本文从单等曲率标量场导出了$g_{NL}$的谱指数和游程。如果等曲率场的质量与暴胀期间的哈勃参数相比不太小，则非高斯参数的尺度依赖性是可检测的。此外，我们还将所得结果应用于具有近二次势的曲率模型。
2011-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Superhorizon Isocurvature as a Window into Dark Matter Production
PRISMA + Cluster of Excellence & Mainz Institute for Theoretical Physics, Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；Department of Particle Physics and Astrophysics, Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本文研究原初等曲率扰动下超视界曲率演化，提出暗辐射扇区可在无直接相互作用时产生暴胀子等曲率，并展示其能区分冻结入与冻结出暗物质产生机制。
2026-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Resonant conversions of QCD axions into hidden axions and suppressed isocurvature perturbations
我们详细研究了MSW类共振转换QCD轴子到隐藏的轴子，包括绝热条件仅勉强满足的情况下，非谐效应是不可忽略的。当共振转换是有效的，QCD轴子丰度被抑制的隐藏和QCD轴子质量比。我们发现，当共振转换是不完整的，由于弱违反绝热性，CDM等曲率扰动可以显着抑制，而非高斯的等曲率扰动一般保持不受抑制。因此，膨胀尺度上的等曲率界限可以通过QCD轴子到隐藏轴子的部分共振转换来放松。
2014-11-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Isotropic background and anisotropies of gravitational waves induced by cosmological soliton isocurvature perturbations
本研究探讨了由宇宙学孤子等曲率扰动诱发的引力波的各向同性背景与各向异性，发现其能量密度分数谱具有普适形状，且非高斯性通过多尺度耦合在产生各向异性中起关键作用，为探测孤子与早期宇宙提供了新途径。
2025-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Radiation Isocurvature from Cosmological Phase Transitions
本文研究暴胀期间开始、再加热后完成的非热一阶宇宙学相变，揭示其通过气泡成核在暗辐射中产生大尺度等曲率扰动，并基于CMB+BAO数据导出比绝热假设强得多的ΔNeff约束。
2024-02-20 astro-ph.CO hep-ph
Anisotropic CMB distortions from non-Gaussian isocurvature perturbations
我们计算了非高斯中微子等曲率密度（NID）模式下CMB $μ$ -畸变及其与温度各向异性的互相关角功率谱。虽然纯高斯NID扰动仅对$<μ>$和消失的$< μT>$给出次显性贡献，但当NID扰动$\mathcal S(\mathbf x)$与高斯场$g(\mathbf x)$的平方成比例时，即$\mathcal S({\mathbf x})\propto g^2({\mathbf x})$，后者的量可以大到足以在将来被检测到。特别地，可以实现大的$< μT>$，因为高斯平方扰动可以产生相对大的双谱，满足来自CMB各向异性的功率谱的约束，即$k_0=0.05$ Mpc $^{-1}$处的$\mathcal{P}_\mathcal{SS}(k_0) \sim\mathcal{P}_g^2(k_0)\lesssim10^{-10}$。我们还预测了CMB温度和E模式偏振双谱的约束，并表明$\mathcal{P}_g(k_0)\lesssim10^{-5}$将允许从普朗克数据。我们发现，$< μ>$和$|l(l+1)C^{μT}_l|$可以分别与$10^{-9}$和$10^{-14}$一样大，与不相关的尺度不变NID扰动$\mathcal{P}_g(k_0)=10^{-5}$。当高斯场的光谱是蓝倾斜的（光谱指数为$n_g \simeq 1.5$）时，$< μT>$可以增强一个数量级。
2014-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Landscape tomography through primordial non-Gaussianity
在本文中，我们展示了如何可能探测到的结构的原生宇宙的景观潜力的原始密度扰动的性质负责的起源的宇宙微波背景各向异性和大尺度结构我们的宇宙。等曲率场--与暴胀轨道正交的场--可能在暴胀期间穿过分隔景观势局部极小值的障碍而波动。我们分析了这个过程如何影响原始曲率扰动的演变。如果典型的距离分隔连续极小的景观潜力和高度的势垒小于哈勃膨胀率参数化的通货膨胀，概率分布函数的isocurvature领域成为非高斯由于外观的颠簸和下降相关联的结构的潜力。我们表明，这种非高斯性可以转移到原始曲率扰动的统计，如果等曲率场耦合到曲率扰动。曲率扰动分布中出现的非高斯结构类型不能用多谱的标准方法完全探测;相反，需要概率分布函数。后者是通过对所有的$n$点关联函数求和而获得的。为了证实我们的主张，我们提供了一个具体的模型组成的axionlike isocurvature扰动与正弦电位和isocurvature和曲率场之间的线性导数耦合。在该模型中，曲率扰动的概率分布函数由高斯函数组成，并具有反映等曲率轴子势的小的叠加振荡。
2018-10-17 astro-ph.CO hep-th
Constraining SUSY with Heavy Scalars -- using the CMB
如果低能超对称性存在，大型强子对撞机的数据有利于标量超伴体的高质量标度（超过TeV），而sfermions和暗物质可以参数化更轻-导致所谓的分裂光谱。当结合这一事实与超对称破缺之前的位移对称标量（模量）的基本理论的动机，这导致了早期宇宙的非热历史。这样的历史意味着对暗物质微观性质的不同预期，以及暗辐射和宇宙轴子背景的可能性。在本文中，我们将研究如何相关和混合等曲率扰动产生这样的模型，以及连接到暗辐射。多个相关的isocurvature模式的WMAP的约束允许多达一半的原始扰动isocurvature，相反的情况下，一个单一的isocurvature模式的扰动必须是主要绝热。然而，这样的界限是强烈的先验依赖，并没有调查与最新的普朗克数据。在本文中，我们使用的超对称非热历史的例子来建立宇宙学参数的理论先验。特别感兴趣的是，我们发现暗辐射的先验与等曲率总量的先验是退化的--它们是负相关的。暗辐射在早期宇宙中受到严格的限制，最近被用来对基于弦的方法施加严格的限制，以超越标准模型。我们的研究结果表明，这样的约束可能需要更多的理论输入。来自宇宙学探测器（如普朗克）的数据可以帮助指导MSSM、分裂超对称性模型及其他模型的建模。我们的模型也证明了UV模型在构建宇宙学先验中的实用性。（节略）
2014-06-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB hemispherical asymmetry from non-linear isocurvature perturbations
我们研究了在宇宙微波背景（CMB）中，暴胀引起的非绝热扰动是否会在大角度尺度上产生非对称的温度各向异性分布。我们使用一个广义的非线性$δN$形式主义计算的原始密度和等曲率扰动的非高斯性，由于存在非绝热的，但近似尺度不变的多场膨胀过程中的场波动。这种局域型非高斯性导致了比我们可观测视界更大的极长波长不均匀性与辐射和物质密度的较小尺度波动之间的相关性。物质等曲率扰动主要有助于低CMB多极，因此可以导致大角度尺度上的半球形不对称，在较小尺度上可以忽略不计的不对称。在曲率模型中，物质等曲率扰动与原始密度扰动部分相关，我们无法在大角度尺度上获得显着的不对称性，同时尊重当前对所观察到的四极子的观测约束。然而，在轴子模型，其中的物质isocurvature和原始密度扰动是不相关的，我们发现它可能会获得一个显着的不对称性，由于isocurvature模式在大的角度尺度。这种半球不对称的等曲率原点自然会在大尺度上引起CMB偏振的独特不对称。
2014-10-29 astro-ph.CO hep-th
Adiabatic versus Isocurvature Non--Gaussianity
我们研究在何种程度上可以区分原始非高斯（NG）所产生的绝热和等曲率扰动。我们联合分析不同的NG模型的基础上，各种通货膨胀的情况下：本地型和等边型NG从绝热扰动和本地型和二次型NG从等曲率扰动与点源的前景污染。为了研究不同NG分量的信噪比的尺度依赖性及其相关性，我们将CMB温度和偏振图的双谱的Fisher信息用l分离，用于Munshi & Heavens（2009）提出的斜谱估计。我们发现绝热模和等曲率模是强相关的，虽然声学振荡的相位差有助于区分它们。局部型和等曲率型之间的相关性较弱，但两种等曲率模式之间的相关性太强而无法区分。当l>100时，点源污染在一定程度上可以被视为白噪声，几乎可以完全与原始成分分离。考虑到各分量之间的相关性，我们发现WMAP五年观测的NG参数误差增加了20-30%，而Planck观测的NG参数误差增加了5%。
2009-07-02 astro-ph.CO
Constraints on moduli cosmology from the production of dark matter and baryon isocurvature fluctuations
我们设定的约束模量宇宙学的生产暗物质-辐射和重子-辐射等曲率波动通过模量衰减，假设在膨胀过程中的模量保持轻。我们发现，当参数空间m_σ（modulus mass）- σ_{inf}（modulus vev at the end of inflation）中的一个重要部分受到未观测到的显著等曲率波动的约束时，模问题在微扰水平上变得更糟。我们详细讨论的演变的模量VEV和扰动，特别是哈勃尺度修正的模量潜力和随机运动的膨胀过程中的模量的后果。特别地，我们证明了一个高模质量标度m_σ> 100 TeV，它允许模逃避大爆炸核合成的约束，在微扰水平上受到强烈的约束.我们发现，一般来说，解决模量问题需要的暴胀规模远远小于10^{13} GeV。
2009-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Signatures of non-gaussianity in the isocurvature modes of primordial black hole dark matter
原始黑洞（PBH）是可能在早期宇宙的辐射主导时代很早就形成的黑洞。我们在这里提出了一种方法，通过这种方法，原始黑洞密度的大尺度扰动可以用来对非高斯性进行严格的约束，如果PBH占暗物质（DM）。局域型非高斯性的存在被认为对原始黑洞的丰度有显著的影响，并且来自所观察到的CMB尺度模式的模式耦合可以显著地改变在宇宙的不同区域内形成的PBH的数量密度，其表现为DM等曲率模式。使用最近的\emph{Planck}等曲率扰动的约束，我们表明，PBH被排除在DM候选人，即使是非常小的本地型非高斯，$|f_{NL}|\approx0.001$和显着的约束$g_{NL}$几乎一样强。如果DM由PBH组成，则甚至小的非高斯性也被排除。如果在CMB尺度上检测到局部非高斯性，那么对坍缩成PBH（质量足够大，尚未蒸发）的宇宙部分的约束将变得更加严格。
2015-05-05 astro-ph.CO
WIMP isocurvature perturbation and small scale structure
暗物质的绝热扰动在动力学退耦过程中由于与相对论分量在亚视界尺度上的碰撞而衰减。然而，等曲率部分没有阻尼，并且可以足够大以对小尺度结构的形成做出实质性贡献。我们明确地研究了弱相互作用的大质量粒子作为暗物质与辐射支配之前的早期物质占主导地位的时期，并表明，等曲率扰动产生的相变和留下印记的可观察到的签名小尺度结构。
2015-10-30 astro-ph.CO hep-ph
Refined Study of Isocurvature Fluctuations in the Curvaton Scenario
我们重新审视的曲率模型中的暗物质等曲率扰动的产生更详细，无论是分析和数值。作为具体的例子，我们调查的情况下，热解耦的暗物质和轴子暗物质。我们表明，曲率的衰减所产生的辐射，这还没有考虑到在以前的分析研究，可以显着影响等曲率扰动的幅度。特别是，我们发现，即使暗物质冻结（或轴子暗物质的轴子振荡的开始）发生在曲率衰变之前，它们也会受到极大的抑制，前提是冻结发生在曲率主导的宇宙深处。因此，我们表明，目前的观测等曲率曲率的曲率参数的限制是不严重的，通常认为。
2017-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fermionic Isocurvature Perturbations
暴胀文献中的等曲率微扰通常涉及玻色子场自由度的量子涨落。在这项工作中，我们考虑等曲率扰动的费米量子涨落在通货膨胀。当一个稳定的大质量费米子耦合到一个非共形扇区不同的标量度规扰动，可以产生可观的大幅度尺度不变等曲率扰动。除了计算的等曲率两点函数，估计的局部非高斯性也给出，并发现是有前途的观察参数空间的一个角落。这些结果为稳定的大质量费米子理论提供了一类新的宇宙学探测。在技术方面，我们明确地重整化弯曲时空中的复合算子，并表明引力沃德恒等式在抑制费米等曲率扰动的某些贡献中发挥了重要作用。
2013-06-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining isocurvature perturbations with the 21cm emission from minihaloes
我们调查的影响等曲率扰动的21厘米的辐射从迷你晕（MH）在高红移和检查的等曲率振幅和功率谱的限制，使用下一代射电望远镜，如平方公里阵列。我们发现，只有当等曲率光谱指数接近$3$（即，光谱为蓝色）。当等曲率分数增加超过$\sim 10\%$的绝热组件，我们观察到一个意想不到的下降，在21厘米的波动，从小质量的MH，这可以解释为合并小MH到较大的晕。我们进行了详细的Fisher矩阵分析，并得出结论，未来的CMB和21厘米实验（如CMBPol和快速傅立叶变换望远镜）的组合是理想的约束等曲率参数，但将停止短的CDM和重子类型的等曲率扰动之间的区别，除非等曲率分数很大，光谱是蓝色的。
2014-01-27 astro-ph.CO hep-ph
Revealing the Structure of the Inflationary Landscape through Primordial non-Gaussianity
在这篇论文中，我们展示了如何通过原初密度扰动来探测原初宇宙的景观势的结构，这些扰动是造成宇宙微波背景各向异性和宇宙大尺度结构的原因。等曲率场可能在暴胀期间跨越分隔景观势的局部极小值的障碍而波动。我们分析了这个过程如何影响原始曲率扰动的演变。如果典型的距离分隔连续极小的景观潜力和高度的势垒小于哈勃膨胀率参数化的通货膨胀，概率分布函数的isocurvature领域成为非高斯由于外观的颠簸和下降与潜在的结构。我们表明，这种非高斯性可以转移到原始曲率扰动的统计。曲率扰动分布中出现的非高斯结构类型不能用多谱的标准方法完全探测;相反，需要概率分布函数。为了证实我们的主张，我们提供了一个具体的模型组成的等曲率扰动与正弦电位和线性导数之间的耦合等曲率和曲率场。这一结果被推广到任意的潜力和简要研究超越一阶微扰理论。最后，我们进行了研究的原始非高斯的本地类型，在那里我们使用我们的结果来重建和约束的形状的景观潜力的帮助下，由普朗克望远镜的宇宙微波背景观测和探索的前景，可观察到的数量在我们的宇宙的大尺度结构对约束其原始统计。
2019-09-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Relaxation leptogenesis, isocurvature perturbations, and the cosmic infrared background
宇宙红外背景辐射的观测在小角尺度上表现出显著的波动。已经提出了一些解释，但目前对这些大幅度波动的起源没有达成共识。我们认为，小规模的波动，物质反物质的不对称性可能会导致变化的恒星形成率负责的CIB波动的可能性。我们表明，最近提出的希格斯弛豫leptogenesis机制可以产生这样的小尺度重子等曲率扰动，可以解释所观察到的过剩的CIB波动。
2017-01-30 astro-ph.CO hep-ph
Origin of ultra-light fields during inflation and their suppressed non-Gaussianity
我们研究了多场暴胀模型的结构，其中原始曲率扰动能够与超轻等曲率场--场空间中与背景暴胀轨迹正交的无质量波动--有力地相互作用。我们确定了一类暴胀模型，其中超轻场可以出现作为一个潜在的“缩放变换”的结果，重新调整整个系统的行动，并保持经典的运动方程不变。这种标度不变性确保了超轻波动的存在，该波动在视界交叉后冻结。如果暴胀的轨迹与标度对称方向不一致，那么等曲率场与这个超轻场成正比，并且变得没有质量。此外，我们发现，即使isocurvature场强烈的相互作用与曲率扰动-转移自己的统计曲率扰动-它是无法诱导大的非高斯。原因很简单，确保等曲率场的抑制质量的相同机制也负责抑制其自相互作用。其结果是，在模型与轻isocurvature领域的双谱一般预计将被慢滚抑制，但与压缩的限制，不同的Maldacena的一致性关系。
2019-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black hole formation from massless scalar isocurvature
本文数值研究了辐射主导宇宙中无质量标量场在超哈勃尺度上的等曲率扰动下的原初黑洞形成。作为第一步，我们进行模拟的球对称配置。对于初始条件，我们采用了空间梯度展开，并提供了在这种展开中直到二阶都有效的生长模式解的一般形式。假设初始标量场分布是高斯分布，具有特征共动波数$k$ ; $\sim\exp(-k^2R^2)$，其中$R$是径向坐标。我们发现，PBH是形成一个足够大的振幅的标量场配置文件。然而，我们发现，引力坍缩的后期行为是由流体的动力学，而不是由标量场，这是类似的PBH形成的绝热扰动辐射占主导地位的宇宙。
2022-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black hole isocurvature modes from non-Gaussianity
本文通过引入峰值理论和压实度形成判据，重新计算了非高斯性对原初黑洞等曲率模式的约束，发现二次模型约束基本不变而三次模型约束显著变差，并给出了暗物质全为原初黑洞时非高斯性参数的允许范围。
2023-10-27 astro-ph.CO
Quadratic Isocurvature Cross-Correlation, Ward Identity, and Dark Matter
等曲率扰动和大的非高斯性的来源包括场的自由度，其真空期望值小于膨胀的膨胀率。这种场的能量密度的非均匀性在非均匀性展开的首阶场中是二次的。虽然人们经常假设这种等曲率扰动和暴胀驱动的曲率扰动是不相关的，但由于最小引力相互作用的形式，从直接计算的角度来看，这并不明显。因此，我们计算不可约的重力的二次等曲率互相关的贡献。我们发现一个小的，但不衰减的互相关，这在原则上作为一个一致性预测这一大类的等曲率扰动。我们将互相关结果应用于两个暗物质等曲率扰动场景：QCD轴子和WIMPZILLA。在技术方面，我们以一种新的方式利用引力沃德恒等式来证明计算的规范不变性。此外，详细的计算还用软引力定理和引力沃德恒等式加以解释.最后，我们还明确地确定了所有的counterterterms，是必要的重整化的等曲率微扰复合算子在暴胀宇宙学背景。
2013-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modulated preheating and isocurvature perturbations
我们考虑一个预热模型，其中暴胀子到预热场的耦合被一个额外的标量场调制，该标量场在暴胀期间是光的。我们建立这样一个模型产生类似于调制再热的情况下观察到的曲率扰动。然而，与调制扰动再加热相比，调制预热对功率谱和非高斯性的贡献可以显著更大。我们还考虑了调制场是冷暗物质的情况下，当前的约束对等曲率扰动的影响。我们发现，现有的CDM等曲率扰动的界限意味着调制预热是不太可能给一个占主导地位的贡献的曲率扰动和相同的界限建议重要的约束非高斯性和原始引力波的数量。
2013-03-14 astro-ph.CO
General Constraints on Isocurvature from the CMB and Ly-$α$ Forest
本文针对新物理场景中等曲率功率谱偏离简单幂律形式的问题，考虑四种等曲率模式并采用delta函数和分段幂律进行参数化，利用CMB、BAO、Lyman-$α$森林等数据在广泛尺度上对等曲率功率谱施加了通用约束。
2025-04-01 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Isocurvature from Curvature
本研究提出分离宇宙方法，计算由曲率扰动产生的暗物质等曲率扰动，识别三个关键时期并给出振幅标度，发现冻结退出模型可产生更大但观测允许的扰动。
2024-03-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Phasing out Dark Matter Isocurvature with Thermal Misalignment
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Harvard University（哈佛大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Texas A&M University（德州农工大学）
本文提出热偏移机制作为暗物质宇宙学生产的替代方案，通过粒子热浴中的弱耦合生成有限温度势能，使标量场在辐射时期早期趋向大场值，动态诱导偏移并抑制等离子体扰动。
2026-03-18 astro-ph.CO hep-ph
Probing Primordial Black Hole Formation from Domain Wall Isocurvature Perturbations: Constraints and Implications
研究通过域墙扰动机制探讨原始黑洞形成，发现Z2对称性模型因原始黑洞过量而被排除，且ZN对称性模型受严格约束。
2025-12-07 astro-ph.CO hep-ph
Optimisation of the Population Monte Carlo algorithm: Application to constraining isocurvature models with cosmic microwave background data
我们使用数值模拟优化人口蒙特卡罗算法的参数。的优化是基于效率的统计有关的收敛前评估的样本数，并施加到一个D维高斯分布，以获得最佳的算法参数的比例律。更复杂的分布，如香蕉和双峰分布也进行了研究。我们将这些结果应用于宇宙学参数估计问题，使用CMB各向异性数据从WMAP九年的释放来约束一个六参数绝热模型和一个十五参数混合模型，包括相关的绝热和等曲率扰动。在绝热模型和混合模型的情况下，我们发现各自的退化因子为3和20，相对于最佳高斯的情况下，由于退化的基本参数空间。WMAP九年的数据限制混合模型的等曲率分数最多为$36.3 \pm 2.8$ %。
2015-10-06 astro-ph.CO
New inflationary probes of axion dark matter
本文提出轴子等曲率扰动的新宇宙学观测量，包括相关时钟信号和混合非高斯性，可检验轴子存在及其耦合，并有助于缩小暴胀哈勃尺度范围。
2024-02-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational waves from primordial black hole isocurvature: the effect of non-Gaussianities
本研究探讨原初非高斯性对超轻原初黑洞成团性的影响，发现局域型非高斯性会产生振幅与非高斯参数平方成正比的双峰诱导引力波信号，该信号可被未来引力波探测器探测，为探测原初非高斯性提供新途径。
2024-12-16 astro-ph.CO gr-qc
Isocurvature fluctuations in the effective Newton's constant
我们提出了一个新的isocurvature模式存在于标量张量理论的重力，对应于一个经常增长的解决方案，其中的相对论自由度的能量和标量场，调节重力强度补偿在辐射主导的时代尺度远大于哈勃半径。在最简单的标量-张量理论（即扩展的Jordan-Brans-Dicke引力理论）中，我们研究了这种等曲率模及其对宇宙微波背景各向异性的影响，其中标量场也驱动着宇宙的加速.我们使用普朗克数据来约束的情况下，固定相关的绝热模式，这种模式的振幅，我们展示了如何在一个简单的两个领域的通货膨胀模型可以产生这种模式。
2020-06-03 astro-ph.CO
New Isocurvature Constraints from JWST UV Luminosity Function
Indiana University（印第安纳大学）
利用大尺度和小尺度宇宙探测数据，结合JWST紫外光度函数，研究无相关原初等曲率扰动，得出首次基于紫外光度函数的无模型依赖等曲率扰动约束。
2026-05-11 astro-ph.CO hep-ph
Baryons still trace dark matter: probing CMB lensing maps for hidden isocurvature
补偿等曲率扰动（CIP）是平衡重子和暗物质等曲率以保持总物质密度不受扰动的原始波动。CIP对宇宙微波背景（CMB）各向异性的影响类似于CMB的弱透镜效应：平滑功率谱，产生非高斯特征。以前的工作考虑了CIP对CMB功率谱的影响，但忽略了CIP对透镜势功率谱估计的影响（尽管它对CMB三谱的非高斯、连通部分的贡献）。在这里，CIP贡献的标准估计的透镜潜在的功率谱的推导，以及CIP贡献的CMB功率谱，普朗克数据被用来放置在CMB尺度上的均方根CIP波动的限制，$Δ_{\rm rms}^2(R_{\rm CMB})$。由此产生的约束$Δ_{\rm rms}^2(R_{\rm CMB}) < 4.3 \times 10^{-3}$使用这种新技术提高了过去的工作的一个因素的$\sim 3$。我们发现，对于普朗克数据，我们的约束几乎达到最优CIP估计的灵敏度。这里提出的方法是目前最灵敏的探头的幅度的尺度不变CIP功率谱放置在95% CL的上限$A_{\rm CIP}< 0.017$。未来对大规模CMB透镜势功率谱的测量可以探测低至$Δ_{\rm rms}^2(R_{\rm CMB}) = 8 \times 10^{-5}$（$A_{\rm CIP} = 3.2 \times 10^{-4}$）的CIP振幅。
2017-04-14 astro-ph.CO hep-ph
Isocurvature modes and Baryon Acoustic Oscillations
通过星系巡天测量重子声振荡是一种强有力的抑制暗能量的工具。该方法依赖于由宇宙微波背景各向异性测量得到的辐射阻力下声视界大小的知识。在本文中，我们量化的非标准的初始条件的形式的等曲率分量的暗能量参数的测定从未来的BAO调查的影响。特别是，如果有一个等曲率分量（在目前的数据仍然允许的水平），但它被忽略在CMB分析，声音视界和宇宙学参数的确定是有偏见的，因此，未来的调查可能会错误地建议偏离宇宙学常数。为了恢复一个公正的确定的声音地平线和暗能量参数，等曲率扰动的一个组成部分，必须包括在模型中分析CMB数据时。幸运的是，这样做不会显著增加参数错误。
2010-06-18 astro-ph.CO
Isocurvature Constraints on Dark Matter from Evaporated Primordial Black Holes
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学）；INFN Sezione di Roma Tre（意大利国家核物理研究所罗马第三分部）；Universität Zürich（苏黎世大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
研究通过原初黑洞蒸发产生暗物质粒子的等曲率扰动约束及暗物质过量问题。
2026-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Secondary isocurvature perturbations from acoustic reheating
如果满足以下条件，超视界（iso）曲率扰动是守恒的：（i）（每个）非绝热压力扰动为零，（ii）忽略梯度项，即在梯度展开的首阶（iii）（每个）总能量动量张量是守恒的。我们考虑的情况下，违反了最后两个要求，并讨论了在晚时间宇宙的二次等曲率扰动的产生。即使我们对长波长模式感兴趣，也不一定忽略二阶梯度项，因为卷积可能会拾取短波长扰动的产物。然后，我们利用完全二阶宇宙学扰动理论，在条件（i）和（iii）下，甚至在存在梯度项的情况下，引入了超视界尺度上的二阶守恒量。我们还讨论了违反条件（iii），即，能量动量张量守恒的总系统，但不是每个组件的流体。作为一个例子，我们明确评估重子和光子之间的二阶热传导由于弱康普顿散射，占主导地位的时期之前重组。我们表明，这种次级效应可以重铸成超视界尺度上的等曲率扰动，如果本地型原始非高斯先验存在。
2018-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck isocurvature constraint on primordial black holes lighter than a kiloton
School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院物理学院）；Department of Science Education, Ewha Womans University（梨花女子大学科学教育系）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；Department of Astronomy and Astrophysics and Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学天文学与天体物理学系及引力与宇宙研究所）；Cosmology, Gravity and Astroparticle Physics Group, Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science（基础科学研究院宇宙理论物理中心宇宙学、引力和高能粒子物理组）；Department of Science Education, Gwangju National University of Education（光州国立教育大学科学教育系）；Department of Physics Education & Research Institute of Natural Science, Gyeongsang National University（庆尚国立大学物理教育系及自然科学研究所）
该研究利用普朗克卫星的宇宙微波背景各向异性数据，推导了轻于10^9克的原初黑洞丰度的新上限，这类黑洞蒸发于原初核合成前，可引发显著等曲率扰动。
2026-08-10 astro-ph.CO hep-ph
CMB spectral distortions from small-scale isocurvature fluctuations
在小尺度下，原始扰动的衰减引起了宇宙微波背景（CMB）的畸变。在这里，依赖于不同类型的宇宙学初始条件的失真进行了探讨，包括绝热，重子/冷暗物质等曲率，中微子密度/速度等曲率模式和一些混合物。确定每个模式的辐射传递函数，然后用于计算耗散加热速率和光谱失真签名，利用热化代码CosmoTherm的分析估计和数值结果。在此基础上，导出了共形牛顿规范下流体模的早期超视界行为，并给出了紧耦合传递函数近似。由不同扰动模式引起的CMB光谱失真可以使用这里提供的简单的k空间窗口函数来估计。中微子带走了一部分原始扰动功率，引入了取决于扰动类型的总效率因子。结果表明，未来对CMB频谱的测量有可能在非常小的尺度上探测不同的扰动模式（对应于波数1 Mpc^{-1} < k < few x 10^4 Mpc^{-1}）。这些约束是在大尺度上获得的补充，因此为早期宇宙物理学提供了一个令人兴奋的新窗口。
2013-07-07 astro-ph.CO hep-th
On Dark Energy Isocurvature Perturbation
通过天文观测确定暗能量的状态方程对于理解暗能量的本质至关重要。在对数据进行似然分析时，特别是对宇宙微波背景和大尺度结构数据进行似然分析时，必须考虑到暗能量扰动，以保证理论的一致性和数值的准确性。通常，在全局拟合分析中假设暗能量扰动是绝热的。本文从解析的角度研究了暗能量等曲率微扰，并讨论了它对宇宙微波背景辐射和大尺度结构的影响。在一般初始条件下，利用现有的天文观测数据，采用马尔可夫链蒙特卡罗方法，对暗能量扰动的宇宙学参数进行了全局分析。结果表明，暗能量等曲率扰动的约束很弱，纯绝热初始条件与数据一致。
2011-07-20 astro-ph.CO
Gauge Dependence of Gravitational Waves Induced by Primordial Isocurvature Fluctuations
本文研究原初等曲率涨落诱导的引力波在辐射主导和动能主导时期的规范依赖性，推导解析解并比较同步、牛顿和均匀曲率三种规范下的能量谱，发现同步规范按η^8、均匀曲率规范按η^4增长而牛顿规范收敛，揭示规范选择对计算结果和观测解释的重要性。
2025-05-07 astro-ph.CO gr-qc
CMB Constraints on Pre-Inflationary Axion Dark Matter Isocurvature
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密森天体物理中心）；Brown University（布朗大学）；CERN（欧洲核子研究组织）；Nanjing Normal University（南京师范大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
利用Planck、ACT和SPT的最新CMB数据，更新了对暴胀前轴子模型中具有不同谱指数的冷暗物质等曲率扰动的约束，发现联合数据集对谱指数的约束略有改善，但对固定谱指数的等曲率振幅约束未加强。
2026-06-12 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Constraints on Secluded Dark Radiation
本研究针对四类隐匿暗辐射开展全面宇宙学分析，结合多类数据集推导约束，揭示了暗辐射与中微子、哈勃常数等参数的简并关系，为相关宇宙学问题提供了新的观测视角。
2025-10-01 astro-ph.CO hep-ph
Non-Gaussian Stochastic Gravitational Waves from Phase Transitions
在原始宇宙中，宇宙相变会产生类似于宇宙微波背景的各向异性随机引力波背景。对于绝热扰动，GWB中的涨落遵循CMB中的涨落，但如果原始涨落携带等曲率分量，则这不再是真的。结果表明，在非最小的通货膨胀和再加热的设置，原始等曲率可以生存在GWB和表现出显着的非高斯性（NG）的CMB相比，同时遵守目前的观测范围。虽然探测这种NG GWB在LISA上的可能性最大，但未来提出的探测器（如DECIGO和BBO）的范围要大得多。甚至有可能用引力波探测器而不是CMB或大尺度结构巡天对暴胀时期的NG进行首次观测。
2021-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
