Tracing Inflationary Imprints Through the Dark Ages: Implications for Early Stars and Galaxies Formation
Hassan II University（哈桑二世大学）；Virtual Institute of Astroparticle Physics（天体粒子物理虚拟研究所）；Southern Federal University（南联邦大学）；National Research Nuclear University MEPhI（国立核研究医科大学MEPhI）
研究通过分析通胀特征对早期宇宙结构形成的影响，揭示了暗物质晕和早期星系形成的物理机制，并探讨了原始黑洞作为星系种子的潜在作用。
2026-02-15 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary Imprints on Dark Matter
我们发现，暗物质丰度和膨胀尺度$H$可能是密切相关的。标准模型的扩展与希格斯介导的耦合到新的物理通常包含额外的标量从真空中取代在膨胀。如果它们与标准模型的耦合很弱，它们就不会热化，并且很容易构成太多的暗物质，让人想起模量问题。作为一个例子，我们考虑标准模型扩展的$Z_2$对称单线$s$耦合到标准模型希格斯$Φ$通过$λΦ^†Φs^2$。对于$λ\lesssim 10^{-7}$来说，暗物质遗迹密度是非热产生的。我们表明，暗物质产量关键取决于暴胀规模。对于$H\sim 10^{10}$ GeV，我们发现，单重态自耦合和质量应该位于制度$λ_{\rm s}\gtrsim 10^{-9}$和$m_{\rm s}\lesssim 50$ GeV，以避免暗物质生产过剩。
2015-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Morphology of Inflationary Gravitational Wave Spectra imprinted by a Sequence of Post-Inflationary Epochs $via$ ${\rm GWInSpect}$
University of Nottingham（诺丁汉大学）；Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；International School for Advanced Studies (SISSA)（国际高等研究院）
本文通过GWInSpect工具研究多时期暴后历史对暴胀引力波谱形态的影响，揭示了不同物态方程序列下引力波谱的多样性。
2025-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Imprints of Spinning Particles on Primordial Cosmological Perturbations
如果在暴胀过程中存在比哈勃速率轻的更高自旋的粒子，它们可能会在标量和引力子涨落的散射子上留下明显的统计各向异性印记。我们使用dS/CFT $_3$对应和算子乘积展开技术来构造这样的签名。特别是，我们得到的情况下，部分无质量的高自旋状态的通用结果。
2018-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational imprints of enhanced scalar power on small scales in ultra slow roll inflation and associated non-Gaussianities
从合并的双黑洞中发现的引力波引起了人们对研究这些黑洞是否有原始起源的极大兴趣。如果有相当数量的黑洞必须在早期宇宙中产生，原始标量功率谱应该有一个增强的振幅在小尺度上相比，COBE规范化的值在较大的尺度上，是强烈的各向异性的宇宙微波背景的约束。在由单一的正则标量场驱动的暴胀情景中，这样的功率谱可以在允许短暂的超慢卷暴胀期间第一慢卷参数呈指数下降的模型中实现。在这篇评论中，我们将考虑一些这样的暴胀模型以及重建的方案，并检查在这些情况下的原生黑洞的形成程度和次级引力波的产生。我们还将讨论标量双谱的强度和形状以及在这种情况下出现的相关非高斯参数。最后，我们将展望，其中我们讨论了更广泛的影响，在较小的尺度上的非高斯性的强度增加。
2023-02-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Imprints of Massive Primordial Fields on Large-Scale Structure
最近，人们的注意力集中在涉及第二个或更多个场的暴胀模型上，这些场的质量接近暴胀哈勃参数$H$，如果超对称破缺尺度离$H$不远，那么在超对称理论中可能会出现这种情况。准单场暴胀（Quasi-single-field inflation，QSF）是一个相对简单的唯象模型族，它可以用来代替具有质量为$m\sim H$的附加场的理论。由于QsF暴胀除了暴胀子之外还涉及场，因此在单时钟暴胀中出现的相关性之间的一致性条件（ccs）不一定满足。结果，压缩极限中的关联函数可能比单场暴胀中的大。标量非高斯介导的大规模isocurvature场在QSF已被证明是潜在的可观察性。这些是特别有趣的，因为它们将传达关于等曲率场的质量的信息。在这里，我们考虑涉及张量模式和它们的观测签名的非高斯传播。例如，一个（长波长）张量模和两个标量模（tss）之间的物理相关性可能会导致局部偏离统计各向同性，或者换句话说，一个非平凡的四点函数。张量模的存在还可以从四点函数的形状依赖性几何地推断出来。我们计算TSS和STT（一个软曲率模式和两个硬张量）双谱在QSF通货膨胀，确定这些必要的条件“违反”CCS。我们发现，虽然CCS违反STT的相关性，他们被保存在最小的QSF模型的TSS。我们对包含引力子的原初粒子在暴胀过程中寻找质量为$m\sim H$的额外场的印记的研究可以被看作是对最近“宇宙对撞机物理学”提议的补充。
2015-12-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation with mixed helicities and its observational imprint on CMB
在有效场论的框架内，突出的螺旋度-0和螺旋度-1场通过三维算子相互耦合，我们研究了由螺旋度-0模式驱动的暴胀动力学，具有给定的势能，以及宇宙学扰动的演变，影响两个螺旋度之间的混合项的存在。在这种情况下，螺旋度-1模式的时间分量是辅助场，并且可以根据螺旋度-0模式的时间导数进行积分，使得背景动态有效地减少到由与螺旋度-0和螺旋度-1模式之间的耦合相关联的参数$β$调制的单场膨胀中的背景动态。我们讨论了纵向标量扰动$ψ$和暴胀波动$δϕ$的演变，并明确表明，这两个，这对应于一个isocurvature模式的一个特定的组合，受到指数抑制的矢量质量可比的哈勃膨胀率在通货膨胀。此外，我们还发现，由$β$修正的有效单场描述也适用于暴胀过程中产生的曲率扰动的功率谱。我们计算了标准的暴胀观测量，如标量谱指数$n_s$和张量标量比$r$，并与普朗克2018年提供的最新观测数据进行了比较。我们的结果表明，螺旋度-0和螺旋度-1模式之间的耦合可以导致更小的张量标量比的值，特别是对于小场暴胀模型，所以我们的方案表现出更好的兼容性与当前的观测数据。
2018-12-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation with strongly non-geodesic motion: theoretical motivations and observational imprints
在过去的几年里，人们发现并探索了一类新的以强非测地线运动为特征的暴胀吸引子。我描述了它们如何自然地出现在负弯曲的场空间中，允许在普朗克单位陡峭的势上膨胀，尽管没有减轻一直存在的膨胀的自然性问题。在这些情况下，波动往往经历一个瞬态的快子不稳定性，这可以描述为一个单场有效场论与虚声速。独立于后者的精确的紫外线起源，这留下了一个特殊的印记，在所有高阶关联函数的扁平型的高水平的原始非高斯的形式。在小尺度上，强非测地运动的瞬态阶段提供了一种产生原始黑洞的机制，并可以在随机引力波背景的频率分布中以振荡的形式留下特定的签名。
2021-11-01 astro-ph.CO
Imprint of inflationary gravitational waves and WIMP dark matter in pulsar timing array data
本研究探讨在“无奇迹WIMP”暗物质情景下，利用暴胀蓝移引力波解释脉冲星计时阵列信号，通过晚期熵稀释解决暗物质过度产生与宇宙学观测冲突，并拟合NANOGrav数据。
2024-02-05 astro-ph.CO hep-ph
Inflation 2024
暴胀作为描述宇宙早期物理的主要范式，可能在宇宙微波背景（CMB）辐射上留下印记。使用目前可用的CMB观测，我们给出了迄今为止最严格的通货膨胀约束。我们讨论了这些结果的理论意义，包括暴胀的能量标度、暴胀子场漂移、暴胀过程中的哈勃膨胀率、暴胀状态方程、原初张量的非高斯性、原初张量功率谱、B模各向异性以及暴胀引力波背景.
2024-07-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Imprints of a Second Order Electroweak Phase Transition on the Stochastic Gravitational Wave Background
本文研究非最小耦合Higgs暴胀中约150 GeV的二阶电弱相变，分析Higgs慢滚导致的辐射主导状态方程形变对相应模式原初引力波能谱的观测印记。
2025-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A note on testing pre-inflationary times with gravitational-waves
考虑一个基于圈量子宇宙学的简单暴胀模型。在这个框架内，我们证明暴胀并不一定在它开始之前就消除了信息，但这样的信息可能会在这些最早的时间产生的引力波的能谱中留下它的印记。
2010-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Monodromy inflation at strong coupling: $4π$ in the sky
我们提出了一个简单的有效场论制定的一般家庭的单场通量monodromy模型，在大的字段值的强耦合效应可以平坦的潜在和激活运营商具有更高的权力的衍生物。这些模型是辐射和非微扰稳定的，可以很容易地维持膨胀的$\ga 60$倍。该动力学结合了大场混沌暴胀和$k$ -暴胀的特点，两者都可以抑制张量振幅。将张量-标量比降低到观测界$r \lesssim 0.1$以下，同时将标量谱指数$n_s$保持在实验界内，要么产生等边非高斯性$f_{NL}^{eq} \simeq {\cal O}(1)$，接近当前的观测界，要么最终产生非常小的$r$。
2017-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
An Inflationary Probe of Cosmic Higgs Switching
当标量希格斯场耦合到经典振荡的标量模场时，它可以重复地打开和关闭。模翻转稳定和快子值之间的希格斯质量项。我们研究的宇宙学场景中，这种重复的相变发生在通货膨胀。一个将希格斯场耦合到暴胀子的无关算符可以在暴胀子的关联函数中留下相变的图案。使用数值和分析研究，我们表明，暴胀2点函数进行特征印记的模量振荡和它的影响希格斯玻色子。我们简要地评论这种模式的潜在的可观测性，以及如何将它们与早期宇宙中的其他动力学区分开来。
2020-05-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
When the Environment Speaks: Quantum Signatures in Non-Attractor Inflation
Nordita AlbaNova Univ. Center（阿尔巴诺瓦大学中心）；Università degli studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）
研究暴胀中绝热曲率微扰与熵标量环境相互作用的开放量子动力学，用精确输运方程方法追踪系统协方差矩阵演化，发现环境作用使原初标量功率谱有可观测印记，二阶时还影响引力波背景，为宇宙学观测提供独特光谱特征。
2026-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB imprints of high scale non-thermal leptogenesis
本研究探讨了高标度非热轻子生成在 CMB 上留下的印记，通过分析暴胀谱指数和张量标量比，揭示了暴胀子衰变与再加热动力学对重子不对称性的影响，并在 α-吸引子暴胀模型中给出了右手中微子质量范围及观测估计，方案适用于多种单场暴胀模型。
2024-01-27 astro-ph.CO hep-ph
Small scale induced gravitational waves from primordial black holes, a stringent lower mass bound, and the imprints of an early matter to radiation transition
在所有的原初黑洞（PBH）形成的暴胀情景中，放大的标量扰动不可避免地伴随着小尺度的诱导随机引力波背景（ISGWB）。在本文中，我们研究了起源于暴胀模型的ISGWB，在我们的前一篇文章[1]中，PBH可以在小行星质量窗口中产生几乎单色的质量分数，占宇宙中总的暗物质。我们数值计算ISGWB在我们的场景中的频率范围从纳赫兹到千赫，涵盖了观测尺度对应于未来的空间为基础的GW天文台，如IPTA，LISA，DECIGO和ET。有趣的是，我们发现，超轻PBH（$M_{\rm PBH} \sim 10^{-20} M_\odot$），今天将完全蒸发与非常小的贡献，暗物质，仍然会产生一个ISGWB，可能会被检测到的未来设计的地面先进LIGO探测器。使用模型独立的方法，我们得到了严格的质量下限超轻PBH这将是有效的一个大类的超慢卷暴胀模型。此外，我们扩展我们的形式主义研究的ISGWB和派生的低质量约束的再加热时代的印记。我们发现，任何非瞬时再加热导致更强的PBHs质量的下限和一个时代的长期物质主导的再加热转移ISGWB频谱到较小的频率。特别是，我们表明，早期物质占主导地位的阶段的时代导致ISGWB在小得多的尺度对应于最小的comoving规模离开视界在通货膨胀或结束的通货膨胀规模的二次放大。最后，我们讨论了ISGWB检测的建议和即将到来的GW天文台的前景。
2021-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Imprints of the QCD Phase Transition on the Spectrum of Gravitational Waves
我们已经研究了QCD相变的影响上的遗物GW谱应用几个状态方程的强相互作用的物质：除了袋模型，它描述了一阶过渡，我们使用最近的数据从晶格计算具有交叉。最后，我们包括一个短期的通货膨胀期间的过渡，允许在有限的重子密度的一阶相变。结果表明，量子色动力学跃迁在引力波的谱中留下了一个台阶。在前两种情况下，熵守恒导致了由过渡前后的相对论自由度决定的步长。第三种情况下的暴胀对高频模的衰减要强得多：与观测结果一致的暴胀模型需要将光谱能量密度抑制约10^（-12）倍。
2011-03-25 astro-ph.CO
Platonic solids back in the sky: Icosahedral inflation
我们将固体暴胀模型推广到各向异性宇宙固体。除非进行微调，否则观察到的宇宙学背景和纯量两点函数的各向同性将二十面体群孤立为这种固体唯一可能的对称群。在这种情况下，更高的点关联函数-从三点开始-自然是最大的各向异性，这使得标准检测策略效率极低，并需要专门分析CMB数据。张量两点函数也可以是高度各向异性的，但只有在存在相当大的高阶导数耦合的情况下。
2015-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Imprint of galactic rotation curves and metric fluctuations on the recombination era anisotropy
该研究基于共形引力理论，证明105 Mpc尺度同时印记于星系旋转曲线与宇宙微波背景复合时期各向异性，揭示了原初时期度规涨落的增长规律及无暴胀下小尺度增长的可能性。
2022-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Imprints of Oscillatory Bispectra on Galaxy Clustering
在膨胀过程中的长短模耦合，编码在压缩双谱的曲率扰动，诱导依赖的本地，小规模的功率谱上的长波长扰动，导致规模依赖的晕偏置。虽然这种尺度依赖性在满足一致性关系的单场暴胀模型的大尺度极限中不存在，但某些模型，如共振非高斯性，在中间尺度上表现出特殊的行为。我们重新考虑在这个模型中的晕偏置的预测工作在共形费米坐标，隔离的物理效应的长波长扰动的短尺度物理。我们发现，偏置振荡规模与包络类似的等边非高斯。此外，偏置显示出一种特殊的调制晕质量。不幸的是，我们发现即将到来的调查将无法检测到信号，因为它的幅度非常小。我们还讨论了由于暴胀子和大质量场之间的相互作用的非高斯性：我们的结果与文献中的偏差同意。
2018-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Statistical imprints of CMB B-type polarization leakage in an incomplete sky survey analysis
现代宇宙学的主要目标之一是通过观察原初引力波在宇宙微波背景辐射中的B型偏振印记来寻找原初引力波。然而，这一信号受到各种来源的污染，包括宇宙弱透镜效应、前景辐射、仪器噪声以及部分巡天造成的E-to-B泄漏，应充分了解这些情况，以避免对观测数据的误解。本文采用Smith在2006年提出的E/B分解方法，利用各种统计工具研究了E到B泄漏残差在构造的B型极化图$\mathcal{B}(\hat{n})$中的印记.我们发现，E-to-B泄漏的影响是可以忽略不计的$\mathcal{B}$模式的功率谱，以及偏度和峰度分析的$\mathcal{B}$地图。然而，如果采用形态统计工具，包括Minkowski泛函和/或Betti数，我们发现泄漏的影响可以在非常高的置信水平下检测到，这表明在形态分析中，泄漏可以作为测量原始B模式信号的污染物发挥重要作用，并且必须考虑到数据的正确解释。
2016-12-12 astro-ph.CO
Unique Fingerprints of Alternatives to Inflation in the Primordial Power Spectrum
原始宇宙中的大质量场起到标准时钟的作用，并在密度扰动中留下时钟信号，直接记录原始宇宙作为时间函数的比例因子a（t）。对这些信号的测量将以一种独立于模型的方式确定原始宇宙的具体情况。在这封信中，我们介绍了一种新的机制，通过这种机制，大质量场的量子涨落起到了标准钟的作用。时钟信号在暴胀的替代方案的功率谱中表现为尺度依赖的振荡信号。
2019-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Imprint of inflation on galaxy shape correlations
我们发现，星系形状之间的内在（而不是透镜诱导）相关性提供了一个新的探测原始非高斯性和暴胀物理，这是星系数计数的补充。具体来说，内在的对齐相关性是敏感的各向异性压缩极限双谱的原始扰动。这样的特征出现在固体暴胀中，以及更广泛地出现在暴胀期间存在轻的更高自旋场的情况下（正如Arkani-Hamed和Maldacena最近指出的那样）。我们提出了一个推导的全天空两点相关的内在形状和数量计数的存在下，非高斯一般的角度依赖性，并表明，四极（自旋-2）各向异性导致模拟星系形状的众所周知的尺度依赖性的偏见诱导各向同性（自旋-0）非高斯计数。此外，在非零各向异性非高斯性的存在下，星系形状的四极变得对远超视界模式敏感。这些效应是因为长波长模式在初始功率谱中引起局部各向异性，星系将与之相关。我们预测，未来的成像调查可以提供各向异性的非高斯性的振幅的限制，从宇宙微波背景（CMB）。它们是互补的，因为它们探测不同的物理尺度。然而，这些限制取决于星系形状对初始条件的敏感性，我们只能从观测到的潮汐排列中粗略估计。
2016-03-24 astro-ph.CO
Imprints of a Supercooled Phase Transition in the Gravitational Wave Spectrum from a Cosmic String network
本文研究了宇宙弦网络引力波谱中超冷相变的印记，指出短暂暴胀期会使相变本身对引力波谱产生额外贡献，形成宽阔平台叠加特征峰的独特信号，从而与其他物理起源区分开来。
2023-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Imprint of primordial gravitational wave with extremely low frequency on gravitational lens system
具有极低频率的原始引力波被认为起源于早期宇宙的膨胀。这类引力波的探测对于验证暴胀理论和确定暴胀的能量尺度具有重要意义。宇宙微波背景B模式极化是极低频原生引力波的一种很有前途的探测方法。为了寻找极低频原初引力波引起的互补观测特征，我们通过研究极低频原初引力波对源-偏转器-观测者不对准的引力透镜系统的影响，提出了另一种探测方法.结果表明，在选定的一系列参数下，极低频原初引力波扰动下的引力透镜系统会产生时间延迟，与理论模型推导的时间延迟偏差可达100%左右，这意味着具有非对齐配置的引力透镜系统可以作为潜在的长基线，极低频原初引力波线探测器。
2022-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Estimation of imprints of the bounce in loop quantum cosmology on the bispectra of cosmic microwave background
本文提出LQC原初双谱的解析模板，计算CMB温度与极化约化双谱，发现反弹振荡项贡献可忽略，故LQC的CMB双谱近似同于慢滚暴胀。
2023-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Statistics of a single sky: constrained random fields and the imprint of Bardeen potentials on galaxy clustering
我们探讨的影响，一个单一的观察者的观点对测量星系聚类统计。我们专注于Barbian势，它在观测到的星系功率谱中印记特征尺度相关的签名。观察者的存在打破了均匀性，因为它在她/他的位置上挑出了特定的场值，就像自发对称性破缺。因此，必须对数据进行空间平均，同时将巴氏电位固定在观察者的位置。在实践中，这可以用约束随机场的形式来实现。在传统的笛卡尔傅立叶分解中，这个约束在观测到的星系功率谱中印上了一个与调查基本模式相当的波数的签名。这种效应完全在宇宙方差之内，对所有观察者都是一样的，而不管他们的局部环境如何，因为只有势能的差异是可以观察到的。在球面贝塞尔傅立叶分解中，这种约束只影响观测到的星系分布，就像CMB数据一样。作为一个推论，由局部原始非高斯性引起的非高斯偏置的尺度依赖性不受观察者视角的显著影响。
2021-05-18 astro-ph.CO
Hidden in the background: a local approach to CMB anomalies
我们调查了一个框架，旨在提供一个共同的起源，在宇宙微波背景（CMB）中检测到的大角度异常，这是假设的统计不均匀性的结果，由不同的等曲率领域的质量$m\sim H$目前在通货膨胀。这种不均匀性是等曲率场的初始条件$(i)$（在宇宙尺度离开视界之前完成许多$e$折叠的快速滚动阶段之后获得的）、它们的暴胀涨落$(ii)$以及它们与其他自由度的耦合$(iii)$的综合效应。我们感兴趣的情况是，当这些场（被解释为大角度异常的前兆）只在宇宙的孤立斑块中留下可观察的印记时。当后者与最后一个散射表面相交时，这种印记出现在CMB中。然而，由于其统计上的不均匀性，这些印记很难被发现，因为它们隐藏在背景中，类似于冷点。然后，我们计算的概率，一个单一的isocurvature场成为不均匀的通货膨胀结束时，并发现，如果适当的条件（这完全取决于预先存在的快速滚动阶段），这个概率是在百分比水平。最后，我们讨论了几种机制（包括曲率和不均匀的再加热），以调查是否一个初始的统计不均匀的等曲率场波动可能会引起一些观察到的异常。特别是，我们专注于冷点，在低多极的功率赤字和统计各向同性的打破。
2016-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Indirect imprints of primordial non-Gaussianity on cosmic microwave background
本文提出通过计算原初非高斯性参数$f_{_{\ m NL}}$对标量功率谱的修正及其在CMB角功率谱上的间接印记来约束非高斯性，并展示了该方法对非标准模板和Starobinsky暴胀模型的独特敏感性。
2023-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Chiral Imprint of a Cosmic Gauge Field on Primordial Gravitational Waves
具有各向同性应力能的宇宙学规范场将宇称破缺引入到引力波的行为中。我们表明，暴胀引力波的原始频谱开发一个首选的旋向，左或右圆极化，这取决于丰度和耦合的规范场在辐射时代。适度丰富的规范场将导致宇宙微波背景温度和极化模式的宇称违反相关性，这些都可以通过当前和未来的实验检测到。
2014-12-18 astro-ph.CO gr-qc
Initial conditions for inflation and the energy scale of SUSY-breaking from the (nearly) gaussian sky
我们展示了如何在多场模型中获得小场暴胀的一般初始条件。这是由膨胀中的非线性角摩擦项提供的，该非线性角摩擦项在慢滚膨胀阶段之前提供非慢滚膨胀阶段。这反过来又提供了一个自然的机制，以启动小场慢滚在几乎为零的速度为任意的初始条件。我们还表明，超对称破缺的尺度sqrt（f）和由暴胀子产生的非高斯波动量之间存在关系。特别地，我们证明了在局部非高斯形状中，存在关系sqrt（f）= 10^{13} GeV sqrt（f_NL）.根据普朗克目前的观测极限，并采用单场暴胀所允许的最小量的非高斯涨落，这为超对称破缺能量标度sqrt（f）= 3-7 x 10^{13} GeV提供了非常严格的约束，置信度为95%。来自明年普朗克偏振数据的进一步限制或检测将进一步将这一约束收紧两倍。我们强调，我们的方法的关键是要确定与标量分量的Goldstino超场的暴胀。这个超场是普适的，实现了超对称破缺和超共形破缺的动力学。
2013-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Detailed analysis of the curvature bounce: background dynamics and imprints in the CMB
如果宇宙的空间部分是正弯曲的，那么将暴胀阶段向后推不可避免地会导致经典反弹。这个简单的场景，非奇异的，没有奇异的物理学，值得详细研究。背景动力学表现出有趣的特征，并且只要考虑观测结果，背景动力学对初始条件基本不敏感。显式计算原始标量功率谱，不同的暴胀子势，和随后的CMB温度各向异性计算。结果与当前的测量结果是一致的。然而，在大尺度上可能会出现一些与标准范式有关的偏差，我们仔细地将与真空选择相关的内容与更根本的反弹本身相关的内容分开。
2022-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Imprints of Reheating Dynamics on Gravitational Waves from Phase Transitions
SRM University-AP（SRM大学-安得拉邦分校）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；University of Warsaw（华沙大学）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心）；Nagoya University（名古屋大学）
研究重加热过程如何改变宇宙相变产生的原始引力波谱，发现重加热期间的热力学量影响相变，导致引力波信号被抑制，且存在特征频谱特征。
2026-06-28 astro-ph.CO hep-ph
Imprint of a scalar era on the primordial spectrum of gravitational waves
对暴胀引力波（GW）随机背景的研究为探索宇宙在大爆炸核合成之前的演化提供了令人兴奋的可能性。本着这种精神，我们探讨了未来GW观测的敏感性，以广泛的一类超出标准模型的情况下，导致非标准的扩展历史。我们考虑一个新的标量场的相干振荡主导宇宙的能量密度在很早的时候，导致在标准的辐射主导的时代之前的标量时代。这个标量时代在原始GW光谱上的印记提供了一种手段来探测动机良好但难以捉摸的粒子物理模型。我们的工作突出了未来GW观测站在整个可访问频率范围内的互补性。
2019-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spectator fields and their imprints on the Cosmic Microwave Background
当次显性光标量场在暴胀期间结束慢滚，但在哈勃退出枢轴尺度之后很久，它可能决定宇宙学扰动。本论文主要研究这样一个标量场（旁观者）如何影响宇宙微波背景（CMB）辐射，并因此受到约束。我们首先介绍了CMB的观测量，即功率谱$P_ζ$，谱指数$n_s$及其运行$dn_s/d\ln k$，非高斯性$f_{NL}$，$g_{NL}$和$τ_{NL}$，以及缺乏等曲率和偏振模式。在此基础上，我们得到了旁观者方案的宇宙学预言，揭示了它与CMB在拐点势、双曲正切势和具有突然相变的势中的一致性.最后，我们利用旁观者的场景来解释CMB的功率不对称性，与一个简短的快子快速滚动阶段。
2016-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The imprint of primordial gravitational waves on the CMB intensity profile
利用光子束在受扰Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空中传播的二维横截面上的诱导几何，计算了现今望远镜收集区上的宇宙微波背景（CMB）光子分布.事实证明，在每一条视线上，由于引力剪切，光子沿着横向被稀释。这种效应可以用两个自旋-重量-两个变量来表征，这让人想起斯托克斯偏振参数。类似于这种情况，我们可以构造一个标量和一个伪标量函数，其中后者只从张量模中得到贡献。我们解析地确定了一个简单暴胀模型中超视界尺度下赝标量的功率谱，并简要讨论了可能的观测结果。
2021-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Detecting relics of a thermal gravitational wave background in the early Universe
如果在通常的暴胀阶段之前有一个辐射主导的时期，那么在早期宇宙中就可以产生热引力波背景。这种背景为研究宇宙的初始状态提供了一种独特的方法。我们讨论了引力子的热谱对宇宙微波背景（CMB）功率谱的影响，以及它可能被CMB观测到。假设暴胀阶段是一个纯粹的de Sitter膨胀，我们发现，如果暴胀的e倍数小于65，这个热谱的信号可以通过普朗克和北极熊实验的观测，或计划中的EPIC实验检测到。如果类通货膨胀阶段是次指数阶段，这个界限甚至可以更宽松。
2009-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spectator Composes a Gravitational Canon: Spectator-field-triggered Phase Transition During Inflation and its Anisotropic Gravitational Wave Signals
University of Chicago（芝加哥大学）；The University of Tokyo（东京大学）
该研究提出了一种在宇宙膨胀期间由观察者场触发相变的框架，通过拓扑缺陷产生各向异性引力波信号。
2026-09-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating signature in the gravitational wave spectrum from self-ordering scalar fields
研究了多分量标量场在经历整体相变后，由自序产生的引力波谱上的再加热印记。再加热过程中的宇宙状态方程通常与辐射主导的宇宙有不同的行为，通过运动方程中的哈勃膨胀项影响引力波的演化。这导致了引力波频谱中频率的不同幂律行为。因此，再加热的历史被印在光谱的形状中。我们进行$512^3$晶格模拟来研究有序标量场如何对哈勃展开的变化做出反应以及再加热效应如何在光谱中出现。我们还比较了结果与暴胀产生的引力波，它具有类似的频谱形状，并讨论是否有可能区分暴胀和全球相变之间的起源，通过检测的形状与未来的直接检测引力波实验，如DECIGO。
2015-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary electroweak/particle phase transitions and new classical gravitational waves on CMB
早期宇宙中的粒子相变包括电弱相变和大统一相变是研究得很好的课题。指出在暴胀附近存在新的粒子相变。这些新的暴胀粒子相变，如果是一级的，可能会产生低频引力波（GW）由于气泡动力学，留下印记的宇宙微波背景（CMB）。与由真空涨落产生的几乎尺度不变的原始GWs不同，这些气泡产生的GWs是经典的，并且具有尺度相关的B模谱。如果与暴胀子解耦，则暴胀过程中的电弱相变可以作为再加热后的电弱相变的镜像，其中重子不对称性可以通过电弱重子生成（EWBG）产生。第二个新的电弱相变也可能是EWBG的来源。
2016-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Jubilee ISW Project II: observed and simulated imprints of voids and superclusters on the cosmic microwave background
我们研究了空洞和超星系团在宇宙微波背景上的综合Sachs-Wolfe（ISW）印记。我们首先研究的结果，从银禧$N$体模拟。从银禧，我们获得了全天空的ISW信号的结构红移$z=1.4$和一个模拟发光的红色星系（LRG）目录。我们确认，在和谐ΛCDM模型的预期信号是非常小的，可能总是远远小于在最后的散射表面产生的各向异性。因此，任何目前对这种印记的探测都必须主要来自于ΛCDM宇宙中的ISW效应之外的其他东西。以模拟为指导，我们使用斯隆数字巡天的空洞和超星系团目录来寻找信号。我们发现了与ΛCDM模型一致的结果，即与零一致的信号。
2015-02-07 astro-ph.CO
Hubble-Induced Phase Transitions: Gravitational-Wave Imprint of Ricci Reheating from Lattice Simulations
本文通过格点模拟研究哈勃诱导相变产生的引力波背景，提出参数化公式描述其频谱特征，并与未来探测器灵敏度比较。
2025-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Intermittent null energy condition violations during inflation and primordial gravitational waves
原始零能条件（NEC）破坏会在引力波背景（GWB）上留下蓝倾斜的光谱。然而，它对GWB的影响可能比预期的要丰富得多。我们提出了一个方案，在一个慢卷（NEC保持）膨胀与哈勃参数$H\simeq H_{inf1}$，宇宙经历了一个NEC违反期间，然后进入后续的慢卷膨胀与更高的$H$（$=H_{inf2}\gg H_{inf1}$）。由此产生的原始引力波频谱在宇宙微波背景波段几乎是平坦的，在频率$f\sim 1/{\rm yr}$也是如此，但振幅更高（与最近的NANOGrav结果一致）。对于多阶段暴胀，如果NEC违规间歇发生，我们可能会在相应的频带上看到一个类似长城的随机GWB谱。
2021-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Curvature perturbations from kinetic preheating after $α$-attractor inflation
该研究用高精度格点模拟考察$α$-吸引子暴胀后的动力学预加热，发现预加热场超视界等曲率扰动向曲率扰动的转化极低效，难以产生可观测效应。
2024-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-lat
Cosmological correlators from the Inflation end to CMB sky via reheating
Indian Institute of Technology, Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
研究再加热期对原始宇宙相关函数的影响，发现非最小耦合场在超大尺度上能增强场模式，导致功率谱和双谱偏离瞬时过渡极限。
2026-03-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Gravitational Waves from Galaxy Intrinsic Alignments
星系的形状被观察到与宇宙大尺度结构产生的外部潮汐场一致。虽然这些潮汐场的主要来源是长波长密度扰动，但张量扰动也以线性阶的非零振幅做出贡献。我们发现，宇称破缺引力波在暴胀过程中产生的星系形状的功率谱，这是不受任何标量引起的潮汐场。我们还表明，在膨胀过程中产生的张量非高斯性的某一类可以留下一个签名的密度加权星系形状的功率谱。我们估计在未来的星系巡天中观测到这种印记的可能性。
2020-07-14 astro-ph.CO hep-th
On primordial equation of state transitions
我们重新审视了从一般状态参数方程到慢卷暴胀最后阶段的过渡物理。我们表明，它是不可能的模式，包括宇宙微波背景包含的印记，从一个前暴胀方程的状态转换，仍然是与观测一致。我们完成这一点，考虑观测一致性界限的激发幅度产生这样的过渡。因此，最初导致暴胀的物理学可能无法通过观测宇宙微波背景来探测。此外，我们表明，这是不可能的状态方程的转换可以解释所观察到的低多极功率抑制异常。
2016-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from inflation
引力波随机背景的产生是任何宇宙暴胀模型的基本预言。这种信号的特征编码了关于早期宇宙及更远的物理学的独特信息，因此代表了关于宇宙起源和演化的令人兴奋的强大窗口。我们回顾了引力波产生的主要机制，从引力场的量子涨落到暴胀期间或之后可能发生的其他机制。这些包括例如在膨胀期间或在（p）再加热阶段期间由于额外粒子产生而产生的引力波。我们还考虑了基于修正引力理论的暴胀情景中产生的引力波和二阶引力波。对于每个分析的情况下，预期的功率谱。我们讨论了不同模型之间的区分能力，与张量-标量比$r$和张量谱指数$n_{\rm T}$之间的标准一致性关系的有效性/违反。根据（直接/间接）探测原初引力波的前景，给出了预期的现今引力辐射谱能量密度，突出了宇宙热历史留下的主要特征，概述了引力波在宇宙微波背景上留下的特征和在宇宙大尺度结构上的一些印记.最后，对暴胀引力波的探测范围和前景进行了总结。
2016-09-02 astro-ph.CO
Predictions for Quantum Gravitational Signatures from Inflation
本研究计算了量子引力启发的通用协变紫外截断下现实暴胀场景中原初功率谱的修正，提出利用修正振荡的特异性通过模板滤波提升实验灵敏度，以约束紫外截断位置并有望观测到普朗克尺度物理印记。
2023-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Impact of other scalar fields on oscillons after hilltop inflation
振荡是空间局部化的和相对稳定的场波动，在适当的条件下可以在膨胀后形成。为了重新加热宇宙，在暴胀后控制能量密度的场必须与其他自由度耦合，最终产生今天宇宙中存在的物质粒子。在这项研究中，我们使用2+1维的晶格模拟来研究这种耦合如何影响光子的形成和稳定性。我们专注于山顶暴胀，我们最近表明，山交叉的pronons一般形式的模型，并考虑耦合到一个额外的标量场，根据耦合参数的值，可以得到共振增强的非均匀暴胀场。我们发现三种情况是可以实现的：在没有参量共振的情况下，附加的标量场对声子没有影响。对于另一个标量场的快速而强的参量共振，光子被强烈抑制。另一方面，对于延迟参数谐振，振荡会印记在另一个标量场上，并且与单场振荡相比，它们的稳定性甚至得到增强。
2016-04-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational waves from supermassive right-handed neutrinos produced at preheating
The University of Osaka（大阪大学）；Niigata University（新潟大学）；SR University（SR大学）
研究超大质量右手法 neutrinos 在重加热期通过 bremsstrahlung 产生引力波背景，揭示其对宇宙热历史和高能物理的观测意义。
2026-03-24 astro-ph.CO hep-ph
Probing dark radiation with inflationary gravitational waves
最近的宇宙学观测表明存在额外的轻物质，即，暗辐射在本文中，我们表明暗辐射的签名是印在暴胀引力波的频谱。如果暗辐射是由大质量粒子衰变产生的，则引力波的高频模被抑制。此外，由于暗辐射引起的各向异性应力的影响，引力波谱可能在暗辐射产生时进入视界的频率处出现下降。一旦对引力波谱进行了详细的实验研究，我们就可以推断出宇宙中暗辐射是如何以及何时产生的信息。
2012-11-19 astro-ph.CO hep-ph
Probing pre-inflationary anisotropy with directional variations in the gravitational wave background
我们进行了详细的分析，在一个类似卡斯纳的预膨胀阶段，允许一般的三轴各向异性放大的原始引力波背景。结果表明，预测的大尺度引力波强度角分布图根据暴胀前各向异性的程度呈现出不同的拓扑模式，从而为未来的引力波全天观测提供了一个可能的暴胀前早期宇宙的探测器.我们还从宇宙微波背景的B模偏振中导出了这种各向异性引力波振幅的观测极限。
2016-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
