Primordial blackholes and gravitational waves for an inflection-point model of inflation
在这篇文章中,我们提供了一个新的宇宙丰度的原始引力波和原始黑洞起源于初始暴胀微扰的通货膨胀的拐点模型的通货膨胀发生在普朗克尺度以下的密切关系。当前普朗克对张量-标量比的约束,光谱倾斜的运行,以及宇宙中暗物质含量的丰度,我们可以推导出当前原始黑洞丰度的严格限制在一个范围内,$9.99712\times 10^{-3}<Ω_{PBH}h^{2}<9.99736\times 10^{-3}$。
2014-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Low-frequency Gravitational Waves from Double-inflection-point Inflation
我们研究了双拐点暴胀中原初标量扰动产生引力波的过程,其中一个拐点在大尺度下预测了与CMB观测一致的功率谱,而另一个拐点在小尺度下产生了标量扰动功率谱中的一个大峰值.我们发现,未来的空间激光干涉仪可以探测到低频的约化引力波。
2019-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflection Point of Minimally Coupled Tachyonic Scalar Field
该研究针对加速宇宙中最小耦合快子标量场的拐点问题,结合不同膨胀因子推导对应势函数,通过动力系统分析计算拐点与稳定点,为快子场宇宙学演化研究提供了动力学分析结果。
2024-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Inflection-Point Inflation with Axion Dark Matter in light of Trans-Planckian Censorship Conjecture
受最近提出的跨普朗克审查猜想(TCC)的启发,我们提出了一个含有轴子暗物质的拐点暴胀的规范$B-L$模型。膨胀期间的哈勃尺度($H_{\rm inf}$)满足$H_{\rm inf} \lesssim 1$ GeV的TCC界限,轴子暗物质方案不存在轴子畴壁和等曲率问题,轴子衰变常数可以大于$10^{12}$ GeV。跷跷板机制被自动纳入模型中,所观察到的宇宙重子不对称性可以通过共振瘦生来再现。
2020-06-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflection point inflation and reheating
我们重新讨论了拐点通货膨胀与大字段值的扩展讨论,并考虑通货膨胀的预测再加热的影响。参数化的再加热动力学的再加热温度和状态方程在通货膨胀期间,我们展示了如何观察有利的参数空间的拐点通货膨胀的再加热动力学的影响。因此,我们将一般结果应用到具有非最小耦合的膨胀模型,如SM Higgs膨胀和$B-L$ Higgs膨胀。
2016-04-18 astro-ph.CO hep-ph
Inflection-Point Sgoldstino Inflation in no-Scale Supergravity
本文提出在无标度超引力中引入一阶动理学极点Kähler势,实现sgoldstino稳定化、可调宇宙学常数及拐点暴胀,并满足观测约束。
2023-08-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Double peaks of gravitational wave spectrum induced from inflection point inflation
研究了在具有三个拐点的暴胀模型中,由原始标量扰动诱导出引力波(GW)谱双峰的可能性,其中拐点可以由多项式势产生,也可以由类Higgs的$ϕ^4$势在四次耦合作用下产生.在这样的模型中,大尺度的拐点预测了与当前CMB约束一致的标量谱指数和张量标量比,另外两个拐点在小尺度下产生两个较大的标量功率谱峰,可以诱导出具有双峰能谱的GWs。我们发现,对于某些参数的选择,未来的GW探测器可以探测到双峰谱,其中一个在$f\simeq10^{-9}\sim10^{-8}$ Hz附近的峰也可以解释最近的NANOGrav信号。此外,功率谱的峰值允许原始黑洞的产生,它占了暗物质的很大一部分。
2021-05-01 astro-ph.CO hep-ph
Dynamical Inflection Point Inflation
我们提供了一种机制,以获得多个拐点的基础上的科尔曼-温伯格势的暴胀子潜力。关键成分是暴胀子四次耦合β函数零点的存在性,这可以简单地通过规范-汤川模型中规范耦合β函数在大质量阈值尺度下的符号变化来实现。一个普遍的暴胀子潜力出现了广泛的模型,可以容纳在小领域的暴胀场景的实验数据。虽然张量与标量振幅的比值预计很小,但标量谱指数$α_s$的运行具有正值和负值的分支。$α_s \gtrsim 0.002$的正分支将在即将进行的宇宙微波背景实验中得到验证。
2021-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The quantum gravity connection between inflation and quintessence
暴胀和精粹都可以用一个标量场来描述。这个宇宙子场的宇宙时间演化实现了从无限过去的紫外不动点区域到无限未来的红外不动点区域的跨越。这相当于从早期的暴胀到晚期的动力学暗能量的过渡,中间辐射和物质占主导地位。量子引力中重整化流的标度解将这两个不动点连接起来。它提供了交叉宇宙学所需的标量势的本质特征,并动态地解决了宇宙学常数问题。红外固定点的量子尺度对称性保护了宇宙子的微小质量,并抑制了宇宙子与原子的耦合,而不需要非线性屏蔽机制,从而解释了微调的明显问题。对于给定的粒子含量,量子引力的标度解是暴胀和动力学暗能量性质的预测框架。
2022-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflection point inflation within supersymmetry
我们建议通过增加额外的真空能量来解决拐点暴胀的微调问题,这些真空能量在暴胀过程中存在,但之后消失。我们表明,在这种情况下,所需的微调量大大减少。我们认为额外的真空能量可以与早期的相变相联系,并提供了一个简单的模型,基于扩展的SM规范群SU(3)_C \times SU(2)_L \times U(1)_Y \times U(1)_{B-L},其中U(1)_{B-L}的Higgs场在暴胀期间处于假真空中。在这种情况下,实际上不存在对用作暴胀子的平坦方向的软超对称破缺参数的微调。然而,由于没有辐射修正,会破坏暴胀子势的平坦性,这就要求U(1)_{B-L}规范耦合应该很小,g_{B-L} \leq 10^{-4}。
2010-04-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic evolution of scalar fields with multiple vacua: generalized DBI and quintessence
我们找到了一种方法,将标量场、广义DBI场和五分之一的标量场的运动方程改写为\emph{arbitrary}标量势的自治形式。借助于这种方法,我们研究了具有多重真空势的广义DBI场和精粹的宇宙演化。然后我们发现标量最终总是冻结在假真空或真真空中。与经典演化相比,广义DBI场在势真空附近有更多的振荡次数。这是因为随着速度$\dotϕ$的增加,广义DBI场的摩擦项大大减小。因此,广义DBI场获得更多的振荡次数。
2016-06-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflection-point Higgs Inflation
拐点暴胀是一个有趣的可能性,实现一个成功的慢卷暴胀时,暴胀是由一个单一的标量场驱动,其初始值低于普朗克质量($ϕ_I \lesssim M_{Pl}$)。为了使重整化群(RG)改进的有效$λϕ^4$势产生拐点,四次耦合$λ(ϕ)$必须在其RG演化中表现出具有几乎为零的值的最小值,即$λ(ϕ_I) \simeq 0$和$β_λ(ϕ_I) \simeq 0$,其中$β_λ$是四次耦合的β函数。作为一个例子,我们考虑TeV尺度下的最小规范$B-L$扩展标准模型,其中我们将$B-L$ Higgs场确定为暴胀子场。对于一个成功的拐点暴胀,这是符合目前的宇宙学观测,质量比之间的$Z^{\prime}$规范玻色子,右手中微子和$B-L$希格斯玻色子是固定的。我们的方案可以在未来的对撞机实验,如高亮度LHC和SHiP实验进行测试。此外,拐点膨胀为谱指数$α\simeq - 2.7 \times 10^{-3}\left(\frac{60}{N}\right)^2$($N$是$e$ -折叠数)的运行提供了唯一的预测,可以在不久的将来对其进行测试。
2017-02-24 astro-ph.CO hep-ph
Stationary configurations of the Standard Model Higgs potential: electroweak stability and rising inflection point
我们研究了规范无关的观测值与两个有趣的固定配置的标准模型希格斯势(外推到高能量根据目前的最新技术,即NNLO):i)的顶部质量的值,确保稳定的SM电弱最小值,和ii)希格斯势的值在一个上升的拐点。我们详细地检查和重新评估了困扰他们的测定的实验和理论的不确定性,发现:i)SM的稳定性与目前的数据在1.5西格玛水平是兼容的; ii)尽管希格斯势在上升拐点处的值存在很大的理论误差,这种配置的原始暴胀模型的应用程序显示了3西格玛张力与最近的界限上的张量标量比的宇宙学扰动。
2016-10-24 astro-ph.CO hep-ph
Next-to-Next-Leading Order analysis of electroweak vacuum stability and rising inflection point
我们分析了与规范无关的观测量与两个固定配置的标准模型(SM)的潜力(外推到高能量在下一个到下一个到领先的顺序(NNLO)):i)的顶部质量的值,确保稳定的SM电弱真空和ii)希格斯势的值在一个上升的拐点。我们详细研究和重新评估的实验和理论的不确定性,困扰他们的决心,保持活着的可能性SM是稳定的,并研究应用这种配置的模型原始通货膨胀。
2016-09-29 astro-ph.CO hep-ph
Galileon versus Quintessence: A comparative phase space analysis and late-time cosmic relevance
Integral University(Integral大学);L. N. Gumilyov Eurasian National University(L.N.古米廖夫欧亚国立大学)
本文比较了轻质量伽利略模型与标准Quintessence在晚期宇宙加速中的相空间特性,发现伽利略模型无稳定加速吸引子,而Quintessence在双曲余弦势下可提供稳定德西特吸引子。
2026-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflection-point inflation in hyper-charge oriented U(1)$_X$ model
拐点暴胀是一种有趣的可能性,当暴胀是由一个单一的标量场驱动,其值在暴胀过程中低于普朗克质量($ϕ_I \lesssim M_{Pl}$)时,实现成功的慢卷暴胀。为了使重整化群(RG)改进的有效$λϕ^4$势产生拐点,运行的四次耦合$λ(ϕ)$必须在其RG演化中表现出具有几乎为零的值的最小值,即$λ(ϕ_I) \simeq 0$和$β_λ(ϕ_I) \simeq 0$,其中$β_λ$是四次耦合的β函数。本文在最小规范U(1)$_X$扩展标准模型(SM)的背景下考虑拐点暴胀,SM是最小U(1)$_{B-L}$模型的推广,它是SM U(1)$_Y$和U(1)$_{B-L}$规范对称性的线性组合.我们将U(1)$_X$ Higgs场与暴胀子场等同起来。为了使一个成功的拐点暴胀与当前的宇宙学观测相一致,U(1)$_X$规范玻色子、右手中微子和U(1)$_X$希格斯玻色子之间的质量比是固定的。针对额外U(1)$_X$规范对称性大部分沿SM U(1)$_Y$方向排列的情况,我们研究了暴胀预言与最新LHC Run-2寻找双轻子末态窄共振结果之间的一致性.此外,拐点膨胀为光谱指数$α\simeq - 2.7 \times %10^{-3}\left(\frac{60}{N}\right)^2$($N$是e-折叠数)的运行提供了一个独特的预测,可以在不久的将来进行测试。
2017-03-08 astro-ph.CO hep-ph
Full Investigation on the Dynamics of Power-Law Kinetic Quintessence
通过将势相关参数$Γ$($=\frac{V V''}{V'^2}$)作为另一个势参数$λ$($=\frac{V'}{κV^{3/2}}$)的函数,对幂律动力学本质$L(X, ϕ)=V(ϕ)(-X+X^2)$的动力学进行了全面的研究,相应地将对宇宙动力学系统的分析从二维扩展到三维.在已有文献的临界点基础上,我们发现了一个新的类deSitter主导吸引子(\textit{cp$6$}),并利用中心流形定理给出了它的稳定条件.对于暗能量主导解(\textit{cp$6$}和\textit{cp$7$}),由于声速为$c_s^2=0$或$c_s^2\ll 1$,所以可以与典型的精粹和快子模型区分开来。对于标度解(\textit{cp$8$}),非常有趣的是,声速$c_s^2=1/5$表现为普通物质时的声速。因此,我们指出,幂律动力学本质在冷暗物质功率谱和宇宙微波背景上应该有不同的特征,无论是在早期,当标量场是早期暗能量时,$Ω_ϕ$在高红移时是不可忽略的,还是在晚期,当它驱动加速膨胀时。我们甚至不知道这两个时代之间是否存在影响的退化。预计今后将对这些案件进行调查。
2014-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Warm Inflection
虽然在超对称和弦论模型中普遍存在,但标量势拐点附近的暴胀情景一般需要对先验无关的超对称破缺效应进行严格的微调。我们表明,这可以显着减轻列入耗散的影响,阻尼暴胀的运动,并产生近热辐射浴。我们专注于慢滚动暴胀直接激发重虚模式,然后衰减到轻自由度的情况下,虽然我们的主要定性结果应适用于其他制度。此外,我们的分析表明,在膨胀过程中保持辐射浴温度高于哈勃速率所需的最小耗散量在很大程度上与势的平坦度无关,尽管它取决于拐点处的场值。然后,我们讨论了这一结果的相关性,以温暖的通货膨胀模型的建设。
2013-01-14 astro-ph.CO hep-ph
Building Supergravity Quintessence Model
最近有人指出,宇宙学常数(即使是亚稳常数)属于所谓的“沼泽地”,因此不能作为需要$|\nabla V| > c V$的弦论的低能极限来获得。如果是真的,暗能量需要用演化的标量场来描述,即,在超重力中与$w>-1$共存。然而,超对称性破缺尺度和暗能量的能量尺度之间的巨大等级结构给在超引力中建立精粹模型带来了挑战,因为精粹场通常获得引力子质量的量级。我们研究两种方法来绕过这个障碍。一个是强加移位对称的精髓部门,我们证明了任何精髓潜力可以嵌入到超引力和第五力约束的精髓场位移几乎没有限制,导致可能的观测签名$w>-1$。该结构对量子修正是稳定的。一个特定的例子可以解决宇宙巧合问题。另一种方法是隔离超引力,稳定性要求强烈地限制了卡勒势和超势的形式,而经典场的位移通常比普朗克质量小得多。此外,为了满足第五个力约束,在隔离的情况下,精粹场位移被进一步限制,需要$c \ll 1$。
2018-08-07 astro-ph.CO hep-th
Inflection point inflation: WMAP constraints and a solution to the fine-tuning problem
我们考虑了具有两个独立参数的拐点暴胀的可重正化模型中的观测约束和微调问题。我们推导出该模型的参数空间的约束所产生的WMAP 7年的功率谱。以前已经表明,它是可能成功地嵌入这种潜力的MSSM。不幸的是,要做到这一点需要进行严格的微调。我们解决这个问题,通过引入一个混合场,动态提升的潜力与随后的顺利相变结束通货膨胀在必要的点。存在大参数区域,这大大减少了所需的微调,而不会破坏模型的可行性。这种机制的一个副作用是,它增加了势的慢滚区域的宽度,从而也减轻了初始条件微调的问题。我们研究的MSSM嵌入先前已被证明能够解释中微子质量的小。混合跃迁并没有破坏这一特性,因为存在微调参数与$10^{-1}$一样大的参数区域,而中微子质量仍然很小。
2011-05-22 astro-ph.CO hep-ph
CMB constraints on inflection-point inflation with a pseudo-scalar dark matter
本研究探究含复中性标量单态中赝标量暗物质的拐点暴胀模型,通过参数跑动转换能标约束、利用$Z_3$对称性使赝标量退耦,发现仅热产生的赝标量可同时满足CMB暴胀约束与暗物质遗迹丰度要求。
2024-06-21 astro-ph.CO hep-ph
Inflection-point Inflation and Dark Matter Redux
本文研究了在满足宇宙微波背景(CMB)和其它观测条件下,从暴胀子衰变过程中产生暗物质(DM)的暴胀模型.特别地,我们分析了近拐点小场暴胀的情况下,从衰变暴胀子场在再加热时代的非热生产的费米子DM。为此,我们提出了两个不同的模型的通货膨胀与多项式潜力。潜在的模型I包含的条款成比例的线性,二次,四次在暴胀子;而在模型II中,潜在的只包含甚至幂的暴胀子和最高的条款是六次在暴胀子。对于这两个模型,我们找到了可能的约束模型参数,导致适当的通货膨胀的参数,从CMB数据与一个非常小的张量标量比,预计从一个小场模型。与允许的参数空间从CMB,然后,我们寻找满意的遗迹丰度DM,可以产生的暴胀通过再加热,以配合当今的冷暗物质(CDM)遗迹密度的参数空间的DM $χ$质量和汤川耦合范围$10^{-9} \gtrsim y_χ \gtrsim 10^{-15}$和$10^3 \text{GeV} \lesssim m_χ \lesssim 10^9 \text{GeV}$。DM遗迹与每个模型中的拐点相关联,通过早期宇宙在其产生过程中达到的最高温度。最后,通过对SM Higgs和DM暴胀衰变的稳定性分析以及BBN和Lyman- $α$边界的分析,得到了组合约束下的允许参数空间。
2022-09-15 astro-ph.CO hep-ph
Quintessence Axion Revisited in Light of Swampland Conjectures
我们指出,沼泽地结构,禁止在量子引力中存在全局对称性和(Meta)稳定的de Sitter真空,为电弱SU(2)规范理论挑选了一个动力学轴子作为精粹场的自然候选者。电弱轴子的势能为暗能量提供了一个有吸引力的候选者。我们讨论了来自弱引力猜想、来自没有全局对称性的猜想和来自观测的约束,这些约束可以在标准模型的超对称扩展中优雅地得到满足。
2019-11-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Effects on the two-point correlation function from the coupling of quintessence to dark matter
我们研究了标量场暗能量(quintessence)与暗物质之间的非最小耦合对两点关联函数的影响。这是众所周知的,这种耦合转移的周转规模以及抑制物质功率谱的振幅。然而,当我们限制耦合强度以与观测结果一致时,这些影响太小而无法观察到。由于重子与精粹的耦合受到强烈的约束,可能会出现依赖于种的耦合。这导致了不同于统一的重子偏差。因此,我们在此耦合模型中考察了关联函数。我们发现,即使是非耦合的quintessence模型给出了更好的拟合的关联函数相比,宇宙常数模型。我们还观察到由于这种依赖于种的耦合引起的重子偏置因子的增加,使重子声学振荡(BAO)峰增强。为了避免由于非线性聚集引起的BAO信号在物质功率谱中的阻尼效应,我们考虑了线性区域中的耦合效应对BAO凸点的影响。这提供了另一种方法来限制暗能量与暗物质的耦合。
2010-03-15 astro-ph.CO
Backreaction in Growing Neutrino Quintessence
本文研究了生长中微子五分质中中微子团的宇宙学效应。强非线性效应通过数值N体模拟解决,其中包括相对论粒子,非线性标量场方程和反反应效应。对于所研究的标量场与中微子之间具有常数耦合的模型,反反应效应是如此之强,以至于难以实现现实的宇宙学。这表明在生长中微子五分质中依赖场的耦合是必要的。在这种情况下,动态暗能量的现实模型是存在的,可以通过观察或不观察大的中微子块来检验。
2015-03-27 astro-ph.CO
Tracking Quintessence
本文通过引入三维正则动力系统,严格解释了追踪精质中追踪不动点与稳定流形的作用,并指出所有解最终汇聚于共同吸引子,同时比较了追踪、融化和缩放冻结精质的机制异同。
2024-02-05 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Reheating the Universe at Criticality
我们给出了小暴胀子场和大暴胀子场的拐点暴胀的一般性讨论,并说明了再加热动力学对暴胀预言的影响。为了将模型预测与精确测量的CMB各向异性进行比较并约束膨胀模型,需要再加热动力学的知识。在未来的CMB实验中,将拐点暴胀扩展到trans-Planckian区域可以在可检测的水平上容纳相当大的张量标量比。
2016-02-15 astro-ph.CO hep-ph