Primordial monopoles, proton decay, gravity waves and GUT inflation
我们考虑非超对称的大统一理论暴胀模型，在这种模型中，由于伴随的对称破缺所经历的e-折叠的数量有限，中等质量的单极子可能会在暴胀中幸存下来。因此，一个可观测到的原始磁单极子通量，相当于或低于帕克极限几个数量级，可能存在于星系中。对于可观测的通量水平，与中间对称性破缺相关的质量尺度是$10^{13}$ GeV，相应的单极子重一个数量级左右。基于$SO(10)$和$E_6$的例子产生了这样的中等质量的单极子，它们分别携带两个和三个单位的狄拉克磁荷。对于由具有科尔曼-温伯格势或希格斯势的规范单重标量场驱动的大统一理论暴胀，与标量谱指数的普朗克测量的兼容性产生了哈勃常数（在宇宙尺度的视界出口期间）$H \sim 7$ - $9\times10^{13}$ GeV，张量与标量之比$r$预测为$\gtrsim0.02$。还提供了超重规范玻色子介导的衰变的质子寿命估计。
2015-12-07 astro-ph.CO hep-ph
Magnetic monopole meets primordial black hole: an extended analysis
本文通过解析证明，在辐射主导时期，无论扩散或非扩散捕获，BBN前蒸发的PBH都无法将磁单极子丰度降至湮灭平衡值以下，故不能解决磁单极子问题。
2023-09-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Double charged heavy constituents of dark atoms and superheavy nuclear objects
我们考虑复合暗物质模型，假设在$O$ He原子中，稳定的带电粒子$-2$与原初氦核通过库仑力结合。我们研究捕获的暗原子的物质，并提出了存在稳定的$O$富集超重核和$O$ -nuclearites，其中重$O$ -暗物质费米子与普通核物质的电磁力的可能性。还考虑了$O$ He原子在恒星中的积累及其在恒星演化中的可能作用，扩展了复合暗物质的间接探测方法。
2019-01-17 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Primordial monopoles, black holes and gravitational waves
本文提出在 $SU(5) \ imes U(1)_χ$ 大统一混合暴胀中，瀑布场可同时产生可观测的超重磁单极子和构成全部暗物质的原初黑洞，并预言了可检验的引力波信号。
2024-08-31 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes having Gravitomagnetic Monopole
原始黑洞（PBH）被认为是由规则物质或普通质量（$M$）组成的，因此如果它的初始普通质量是$\lesssim 5 \times 10^{11}$ kg，那么它可能已经由于霍金辐射而衰变了。在这里，我们研究了重力磁引力在PBH蒸发中的作用，并提出了低能量PBH（相当于普通质量$M << 5\times 10^{11}$ kg）仍然可能存在于我们现在的宇宙中，如果它有重力磁引力的话。如果PBH最初由规则物质和引力磁物质组成，那么规则物质可能会由于霍金辐射而衰减。剩余的重磁引力波可能没有完全衰变，仍然可以以伪“质能”的形式作为PBH被发现。如果检测到具有$M \gtrsim 5 \times 10^{11}$ kg的PBH，则可能无法得出其是否具有重磁异常的结论。但是，未来可能探测到相对低能量（相当于$2.176 \times 10^{-8}$ kg $< M \lesssim 5\times10^{11}$ kg）的PBH，这可能意味着存在一个重力磁重磁重磁PBH，它可能包含也可能不包含普通质量。
2022-11-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Implications of a Primordial Magnetic Field for Magnetic Monopoles, Axions, and Dirac Neutrinos
我们探讨了一些粒子物理学的影响越来越多的证据螺旋原始磁场（PMF）。从磁单极子和PMF的相互作用，我们推导出一个上限的粒子数密度，$n(t_0) < 1 \times 10^{-20}~{\rm cm}^{-3}$，这是一个“原始”的类似物的帕克界的生存银河磁场。我们的约束比现有的约束要弱，但它是在独立的假设下得出的。我们还展示了如何改进测量的PMF在不同的红移可以导致进一步的磁单极子的约束。由于$φ{\bf E}\cdot {\bf B}$相互作用，轴子与PMF相互作用。考虑到宇宙等离子体的影响，我们发现保偏光纤的螺旋度是轴子场的一个源。虽然源的大小对于PMF来说很小，但它可能在天体物理环境中引起人们的兴趣。最后，我们施加的中微子磁偶极矩，需要成功的大爆炸核合成在PMF的存在下产生的约束，并使用建议的强度$\sim 10^{-14}~{\rm G}$和相干长度$\sim 10~{\rm Mpc}$，我们发现$μ_ν\lesssim 10^{-16} μ_B$。
2015-04-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational capture of magnetic monopoles by primordial black holes in the early universe
本文重新分析了早期宇宙中原始黑洞对磁单极子的引力俘获过程，通过正确建模扩散俘获截面，发现该机制无法显著降低磁单极子密度，但PBH形成时的磁荷涨落可能产生具有观测相关性的长寿命近极端磁黑洞。
2023-10-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Induced gravitational waves, metastable cosmic strings and primordial black holes in GUTs
本文研究翻转SU(5)混合暴胀模型中亚稳态宇宙弦与水滴相变产生的两类引力波，其联合频谱符合PTA观测，并预言了质量约10^29克、可由引力透镜实验检验的原生黑洞。
2024-12-31 astro-ph.CO hep-ph
Quantum tunneling in the early universe: Stable magnetic monopoles from metastable cosmic strings
提出通过早期宇宙亚稳态宇宙弦的量子隧穿衰变产生拓扑稳定磁单极子的新机制，确定了其质量范围及在IceCube、HLVK等探测器和引力波观测中的可探测参数空间。
2024-05-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Magnetic monopoles and high frequency gravitational waves from quasi-stable strings
Institute for Basic Science（韩国基础科学研究院）；University of Delaware（特拉华大学）
研究SO(10)通过翻转SU(5)或SU(4)_c×SU(2)_L×SU(2)_R破缺到标准模型产生的拓扑稳定磁单极子及其与弦形成的准稳定网络，探讨其对宇宙学的影响，并预测可观测的引力波信号在Hz至kHz频段。
2026-06-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Chameleon-Photon Mixing in a Primordial Magnetic Field
我们考虑光子和标量ALP与质量远小于沿路径的等离子体频率之间的非共振混合，具体参考变色龙标量场模型。这种混合会改变宇宙微波背景（CMB）辐射的强度和偏振状态。我们发现，平均修改的CMB偏振模式是可以忽略的。然而，平均修改的CMB强度谱是更显着的，我们比较这一高精度测量的CMB光谱由远红外绝对分光光度计（FIRAS）的COBE卫星上。由此得到的原始场中标量光子转换概率的95%置信限（在100 GHz处）为P <2.6x10 ^{-2}。这对应于对光子-标量耦合强度g和原始磁场的大小的简并约束。从CMB功率谱中得到的原始磁场强度的上限B <5.0 x10 ^{-9} G，这意味着光子-标量耦合强度的上限在g <7.14 x10 ^{-13} GeV ^{-1}到g <9.20 x10 ^{-14} GeV ^{-1}的范围内，取决于原始磁场的功率谱。
2010-08-16 astro-ph.CO
Magnetic field generation from primordial black hole distributions
本文介绍了一种估计原始黑洞（PBH）种群产生的磁场涨落的统计方法。为此，我们考虑单色和扩展的Press-Schechter PBH质量函数，使得每个组成部分都能够产生自己的磁场，由于一些给定的物理机制。假设磁场波动和物质过密度之间的线性相关性，我们的估计依赖于质量函数，物理场产生机制的每个PBH成分，和特征PBH分离。在计算了磁场波动的功率谱之后，我们应用我们的形式主义来研究两种特定的场产生机制根据当前的观测约束可能产生预期的种子场的可能性。第一种机制是比尔曼电池和第二个是由于吸积的磁单极子在PBH形成，构成磁性PBH。我们的研究结果表明，对于单色分布，似乎不可能在两种场生成机制中的任何一种中生成足够强的种子场。对于扩展分布，仅通过假设Biermann电池机制来生成所需的种子场也是不可能的。事实上，我们报告了在z = 20时，通过这种机制产生的平均种子场约为10^{-47} G。对于磁单极子的情况，我们假设从文献中获得的种子值，并计算必要的数量密度的单极子。在这种情况下，我们获得的值低于当前约束的上限。
2021-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology-Independent Constraints on Irreducible Magnetic Monopole Background
提出宇宙射线与星际介质作用不可约产生磁单极子的新机制，推广Parker界限并独立于宇宙学模型，对银河系和仙女座星系磁场破坏设定了新约束。
2024-12-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
Cosmic Textures and Global Monopoles as Seeds for Super-Massive Black Holes
我们计算的非线性种子波动的数量密度，有正确的数量密度，能够解释一个超大质量黑洞每个星系的存在，作为红移的函数。我们发现，有一个有趣的范围内的对称性破缺尺度的种子的密度是更大的，在标准的宇宙模型与高斯原始波动的预测。因此，在标准宇宙学模型和观测高红移的超大质量黑洞候选者之间的紧张关系日益加剧的情况下，全局缺陷可能会有所帮助。
2019-08-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
KM3-230213A and IceCube Neutrino Events from Metastable Dark Matter of Primordial Black Hole Origin
Pandit Deendayal Energy University (PDEU)（潘迪特·迪恩达达尔能源大学）
研究探讨了KM3-230213A及IceCube高能中微子事件可能源自原初黑洞蒸发产生的超重暗物质衰变，通过约束原初黑洞丰度参数β，发现PeV-EeV范围的暗物质质量可解释这些事件并符合残留暗物质约束。
2026-05-13 astro-ph.CO hep-ph
Scrutinizing the Primordial Black Holes Interpretation of PTA Gravitational Waves and JWST Early Galaxies
本文检验了用质量在10^6至10^13倍太阳质量之间的太初黑洞同时解释PTA引力波背景和JWST早期大质量星系的假设，结合哈勃望远镜紫外光度函数约束后，发现这两种解释均被强烈排除。
2024-05-02 astro-ph.CO hep-ph
Self-Consistent Parker Bound on Magnetic Monopoles
Northeastern University（东北大学）
研究通过自洽的帕克界限制定了磁单极子的流量，考虑了银河系平均场发电机的最低本征模和小尺度湍流场的影响，得出在低至中等质量范围内的稳健流量限制，不受原始磁场影响。
2026-07-28 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Constraining the Coexistence of Freeze-in Dark Matter and Primordial Black Holes
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
本文研究原初黑洞与冻结产生粒子暗物质共存的混合场景，推导出暗物质间接探测对原初黑洞分数丰度的约束，并覆盖红外、紫外冻结产生及PeV尺度超重暗物质情形。
2025-10-27 astro-ph.CO hep-ph
C-parity, magnetic monopoles and higher frequency gravitational waves
研究$SO(10)$破缺产生GUT单极子与C弦，其后续演化形成的复合结构衰变产生高频引力波，峰值位于$10^2$至$10^5$ Hz。
2025-04-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-Primordial Contribution to the Cosmic Microwave Background
Indian Institute of Technology, Tirupati（蒂鲁帕蒂印度理工学院）
研究宇宙微波背景非原初贡献，引入参数\(\varepsilon_{\rm CMB}\)，通过普朗克2018等数据约束模型，发现百分之几的尘埃贡献与数据相符，给出参数范围及后验，表明当前宇宙学可容该贡献且不影响参数推断。
2026-07-17 astro-ph.CO
Model-Building Implications from Light Magnetic Monopoles: A Case Study of Flavour Deconstruction
PSI Center for Neutron and Muon Sciences（瑞士保罗谢勒研究所中子与μ子科学中心）；Physik-Institut, Universität Zürich（苏黎世大学物理学院）；Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre and INFN Sezione di Roma Tre（罗马第三大学数学与物理系及意大利国家核物理研究院罗马第三分所）；Institut für Theoretische Physik, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院理论物理研究所）；Departement Physik, Universität Basel（巴塞尔大学物理系）
研究探讨了味非普遍模型在早期宇宙热历史中的作用，通过单极子产生约束，揭示了低能标 inflation 和 reheating 的重要性。
2026-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mitigating Cosmic Microwave Background Shadow Degradation of Tensor-to-scalar Ratio Measurements through Map-based Studies
本研究利用模拟天图评估CMB阴影对未来高精度B模实验的影响，并采用改进的Delta-map前景去除方法，避免原初引力波信号的误检，使张量-标量比测量达到r=0.001水平。
2023-06-02 astro-ph.CO
