Reheating Effects in the Matter Power Spectrum and Implications for Substructure
宇宙在大爆炸核合成之前的热历史和膨胀历史是未知的。我们研究了宇宙学扰动从早期物质时代到辐射主导时代的演化。我们把再加热看作振荡的标量场微扰衰变为相对论等离子体和冷的暗物质。在重新加热后,我们发现,在衰变产生的暗物质密度的视界下扰动显着增强,而视界下的辐射扰动,而不是抑制。如果暗物质起源于再加热后的辐射浴,这种抑制可能是物质功率谱的主要截止。相反,对于非热标量衰变产生的暗物质,增强的扰动可以在宇宙黑暗时代驱动结构的形成,并显着增加致密子结构的丰度。对于低再热温度,我们发现,多达50%的所有暗物质是在微晕与M > 0.1地球质量在z=100,相比之下,在标准情况下的一小部分1 e-10。在这种情况下,超致密的亚结构可能构成了今天星系中暗物质的很大一部分。
2011-09-26 astro-ph.CO hep-ph
Increasing Temperature toward the Completion of Reheating
再加热是宇宙中除辐射以外的主要成分(如物质成分)的能量密度转化为辐射的过程。通常假设宇宙的温度会因宇宙膨胀而降低,即使在再加热过程中,宇宙的最高温度也会比再加热温度高得多。我们指出,在再加热过程中,宇宙的温度实际上可能在动机良好的情况下增加。我们推导出在再加热过程中温度升高的必要条件,并讨论了涉及标量场的具体例子。我们评论粒子物理学和宇宙学的影响,由于在再加热过程中的温度升高。
2021-06-09 astro-ph.CO hep-ph
On the Adiabatic Solution to the Polonyi/Moduli Problem
解决宇宙学中的Polonyi问题的方法之一是在Polonyi场和暴胀子之间引入一个大的耦合,使得Polonyi场能够精确地跟踪势的时间最小值。我们研究了绝热抑制机制工作的一般条件,并发现在膨胀结束时以相干振荡的形式诱导了不可忽略的Polonyi场量。在低再热温度的情况下,这种贡献是如此之小,以至于它不会引起宇宙学问题。另一方面,对于相对高的再加热温度,这种贡献可能是显著的,并且我们仍然需要一定量的调谐以避免Polonyi问题。我们还指出,热等离子体产生的Polonyi粒子对再加热温度构成了严格的约束。此外,我们扩展了原来的框架,包括增强耦合的Polonyi场与可见粒子以及与本身,并推导出上界的再加热温度膨胀后。我们还研究了在规范和反常调解的宇宙学模量问题的绝热解。
2011-09-09 hep-ph hep-th
Reheating-Induced Axion Dark Matter After Low Scale Inflation
轴子和暴胀子之间的动力学混合允许产生轴子暗物质,即使暴胀哈勃尺度小于零温度轴子质量。我们分析了这个最近发现的“inflaxion”框架中的轴子动力学,并提出了一个新的宇宙学的情况下,轴子漂移远离其真空期间的再加热时代,引起了观察到的暗物质丰度。我们讨论了量子色动力学的轴子和类轴子粒子的影响。
2020-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Implications of time-dependent inflaton decay on reheating and dark matter production
我们讨论了辐射和暗物质的生产假设的时间依赖的暴胀子衰变率在再加热期间。结果表明,暴胀子衰减率的时间依赖性可以大大修改再加热动力学。作为一个例子,我们采用了膨胀子$ϕ$和希格斯偶极子${\boldsymbol h}$之间的主导相互作用,其形式为$ϕ|{\boldsymbol h}|^2$。在这种相互作用的存在下,希格斯偶态获得了一个依赖于$ϕ$的质量,由于暴胀子振荡而产生真空期望值,并打破了标准模型的规范对称性。这导致在再加热期间的时间依赖性暴胀子衰变率,因此,在此期间的辐射和暗物质的产生被修改。找到了描述暗物质丰度观测值的参数空间区域,并与暴胀衰变率恒定时的标准情况进行了比较。
2022-07-28 hep-ph
Minimal Dark Matter Freeze-in with Low Reheating Temperatures and Implications for Direct Detection
本文研究超轻暗光子媒介的最小冻结产生暗物质模型,在标准模型热浴初始温度低于暗物质质量时,玻尔兹曼抑制要求增大门户耦合,从而提高暗物质—电子散射截面并增强当前直接探测的可探测性。
2025-09-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Non-thermal Histories and Implications for Structure Formation
我们研究了在BBN之前的一个非热的后暴胀历史中的宇宙学扰动的演化。这样的宇宙学可以在超对称性(SUSY)背景下的动机良好的模量场景中自然出现-特别是在分裂-SUSY模型中。在再加热之前的物质主导阶段,亚视界暗物质扰动线性增长,并且即使在存在暗物质湮灭的情况下,也可以导致小尺度上的子结构增长的增强。这表明,一个新的尺度(再加热时的视界大小)对于确定原始物质的功率谱可能很重要。然而,我们发现,在许多非热模型的自由流效应或动力学解耦后,再加热可以完全消除增强导致小尺度结构。特别是,在wino或higgsino暗物质的模量方案中,我们发现从模量衰变产生的暗物质粒子将与辐射热化,并在再加热温度以下动力学解耦。因此,暗物质扰动的增长并不持久,对物质功率谱的预测与标准的热历史相似。我们对可能的例外情况进行了评论,但这些例外情况似乎很难在标准模数方案中实现。我们的结论是,虽然增强的结构并没有提供一个新的探针,在这些模型中的宇宙黑暗时代的调查,它确实表明,非热历史提供了一个强大的替代严格的热后暴胀的历史。
2014-06-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological Moduli Problem and Thermal Inflation Models
在超弦理论中,存在着各种质量被期望为引力子质量$m_{3/2}$量级的介子场和模场。这些场导致了严重的宇宙学困难,所谓的“宇宙学模问题”,因为大量的模粒子作为原始暴胀后的相干振荡产生。我们对热膨胀能否解决由超对称性破缺和规范介导的超对称性破缺模型预言的全模质量区$m_ϕ\sim 10 eV - 10^4 GeV$的宇宙学模量问题进行了全面的研究。特别地,我们考虑了原始暴胀模型,其再加热温度如此之低,以至于它的再加热过程在热暴胀结束后才完成。我们发现,上述质量区域$m_ϕ(\simeq m_{3/2}) \sim 10 eV - 10^4 GeV$生存从各种宇宙学约束的存在下的热膨胀。
1999-05-24 hep-ph
Gravitino production in an inflationary Universe and implications for leptogenesis
模型的leptogenesis的约束下,低再热温度在年底的再热与引力子约束。然而,再加热的详细视图,其中再加热期间的最高温度,$\Tmax$,可以比再加热温度高出几个数量级,允许产生轻生所需的重马约拉纳中微子。但是,我们也必须考虑在这种情况下增强引力子产生的可能性。在这篇文章中,我们认为重力子生产过程中再加热,它对$\Tmax$的依赖,以及它的相关性leptogenesis。早期对引力子丰度的分析研究只考虑了再加热后辐射主导时代的引力子产生。我们发现,在再加热过程中产生的引力子丰度是可比的再加热后产生的。这将再热温度的上限降低了4/3倍。
2008-03-09 astro-ph hep-ph
Hybrid Inflation, Reheating and Dark Radiation in a IIB perturbative moduli stabilization scenario
本文在IIB弦论D7膜堆有效场论中实现混合暴胀,利用辐射修正与软超对称破缺项匹配宇宙学数据,并由暗辐射$N_{\rm eff}$约束参数。
2024-08-02 hep-ph hep-th
Reheating and leptogenesis in a SUGRA inspired brane inflation
我们通过宇宙的热历史和与早期宇宙粒子物理现象学有关的leptogenesis,广泛研究了背景超引力驱动的膜膨胀的特定模型中的现象学含义。本文利用单圈修正暴胀势研究了标准模型粒子膜再加热温度的解析表达式和数值估计。这导致了这种类型的通货膨胀的再加热的一些新的功能,这些功能对通过再加热温度生产轻中子所需的重马约拉纳中微子有严重的影响。我们还导出了再加热和辐射主导时期的引力子丰度表达式。我们进一步估计了相变阶段的不同参数,并揭示了它们的显著特征。最后,我们明确地给出了通过有效CP相的CP破坏量的估计,它与重子不对称性以及引力子暗物质丰度有关。
2011-12-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Re-reheating, late entropy injection and constraints from baryogenesis scenarios
许多超越标准模型的粒子物理学理论都预言了长期存在的场,这些场可能在早期主宰了宇宙,然后衰变了。它们的衰变,在热浴中注入熵,是第二次再加热的原因,被称为再加热,这可能会大大稀释之前产生的物质-反物质不对称性。在本文中,我们分析了这种后期再加热和熵稀释。事实证明,在某些情况下,通常的分析计算严重失败,如果它不是由我们提供的一些校正因子校正。我们还确定了参数空间的熵稀释妥协模型的重子。这个区域可以通过施加一些通用的约束,适用于任何重子生成机制和满足一些假设的长寿命场。例如,将它们应用于MSSM电弱重子生成、热非共振稀薄生成和热共振稀薄生成,我们得到寿命分别大于5* 10 ^13、10^-2和10 ^15 GeV^-1的长寿命场的初始丰度受到强约束。类似地,同样的重子生成情景与质量小于O(10^8)、O(10^13)和O(10^7)GeV的模量的大振荡不相容,这些模量通过五维引力算符自然地耦合到可见扇区。
2011-09-13 astro-ph.CO hep-ph
The Cosmological Moduli Problem and Preheating
在超引力或超弦理论的背景下,许多超对称破缺的模型都预言存在普朗克抑制耦合的粒子和弱标度附近的质量。这些粒子一般称为模量。早期宇宙中模量的过度产生危及核合成的成功预测。在本文中,我们表明,这些危险的文物的有效生成是一个不可避免的后果,各种各样的通货膨胀模型,有一个预热阶段。模以一种不同于通常的参量共振产生机制的新方式产生为相干态。再加热温度的相应限制通常非常严格,比再加热过程中通过热散射产生模量的10^9 GeV的限制更严格。
2001-03-24 astro-ph hep-ph hep-th
Reheating as a surface effect
我们描述了一个新的机制,通过蒸发的表面电荷的碎片暴胀子凝聚再加热宇宙。我们表明,对于一个范围内的汤川耦合的暴胀的物质部门蒸发引起一个小得多的再热温度相比,标准的微扰衰变。因此,通过表面效应的再加热可以解决暴胀模型中的引力子和模量超过生产问题,而无需微调汤川部门。
2002-04-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Reheating and dangerous relics in pre-big bang string cosmology
我们讨论了大爆炸前弦宇宙学中的再加热机制,并计算了在热浴的引力和散射过程中产生的模和引力子的数量。我们发现,这种丰度总是超过大爆炸核合成所施加的限制,并需要显着的熵产生。所需的熵的确切数量取决于介子驱动的暴胀时代和辐射时代之间的高曲率阶段的细节。我们表明,支配和衰减的零模场,这很可能是介子,或轴子,足以稀释模和引力子。在这种情况下,重子生成可以通过阿弗莱克-戴恩机制以简单的方式进行调节,并且在某些情况下,阿弗莱克-戴恩凝聚体可以提供熵源和重子不对称性。
2000-09-27 gr-qc hep-ph hep-th
The Kinematics of Cosmic Reheating
我们用热量子场论计算了在具有规范相互作用的标量和费米子等离子体中标量场的弛豫速率。它给出了宇宙再加热的速率,从而决定了暴胀宇宙学中“热大爆炸”的温度。总速率来源于各种过程,包括衰变和逆衰变以及朗道散射阻尼。它涉及量子统计效应和离壳输运。它的温度依赖性可以是高度非平凡的,使得不可能以简单的方式用模型参数来表示再加热温度。我们特别注意的相空间的温度依赖性,由于在等离子体中的修改的色散关系。我们发现,它可以有一个剧烈的影响,微扰再加热的效率,这取决于原始等离子体中的粒子相互作用的方式。对于某些相互作用,热质量可以有效地关闭占主导地位的耗散过程的相空间,从而对再加热温度施加上限。在其他情况下,它们开辟了新的耗散通道,从而提高了再热温度。在高温下,我们发现宇宙甚至可以通过与费米子的耦合而被加热,由于保利阻塞,费米子通常被认为是可以忽略的。这些效应也可能与重子生成、暗物质产生、模量的命运以及暖膨胀的情景有关。
2014-10-17 astro-ph.CO hep-ph
Reheating after Axion Inflation
研究轴子暴胀模型中暴胀子通过Chern-Simons耦合与非阿贝尔规范场作用的再加热过程,发现并非如预期般立即完成,而是由暴胀子凝聚体、粒子或胶球主导宇宙后经微扰衰变完成。
2025-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological implications of inflaton-mediated dark and visible matter scatterings after reheating
本文研究再加热后暴胀子介导的暗物质与标准模型散射对暗物质宇宙学的影响,通过规范不变的暴胀子相互作用建模,揭示了暗物质温度演化、质量下限以及CMB和BBN约束的显著变化。
2024-05-01 astro-ph.CO hep-ph
Moduli-Induced Axion Problem
我们指出,宇宙学的模量问题并不一定解决,即使模质量大于O(10)TeV,与一般的智慧。关键在于,在超对称破缺效应稳定了最轻模场的许多情况下,这些模场往往主要衰变为几乎无质量的轴子,其丰度受到最近普朗克结果的严格限制。我们在具体的例子中研究了模诱导的轴子问题,并讨论了可能的解决方案。这个问题及其解决方案广泛适用于控制宇宙能量密度的重标量场的衰变,例如暴胀子的再加热。
2013-05-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
WIMPs, FIMPs, and Inflaton phenomenology via reheating, CMB and $ΔN_{eff}$
本文分析了暴胀后通过引力与非引力衰变通道的再加热动力学,结合$α$-吸引子模型探讨了暴胀子衰变、CMB功率谱与暗物质产生的联系,揭示了引力衰变在设定暗物质质量上限中的关键作用及FIMP和WIMP的实验现象学影响。
2023-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Moduli Decays and Gravitinos
弦宇宙学的模问题的一个提议的解决方案要求模相当重,它们的衰变将宇宙重新加热到核合成尺度以上的温度。在许多这样的情况下,模近似是超对称的;因此至关重要的是,引力子的衰变被螺旋度抑制。在本文中,我们讨论的情况下,这些衰变,并没有,抑制。我们还评论了一个可能的引力子问题从暴胀衰变。
2006-05-24 hep-ph
Entropy Production during Reheating at Late Times and Neutrino Decoupling
最近的理论提出了各种各样的大质量粒子,如模量,其丰度或衰变危及标准宇宙学结果。为了稀释它们,提出了热膨胀,它有自己的大质量标量平子场,在Mev尺度温度的时代继续衰减。在本文中,晚时间的熵产生中微子去耦在这种再加热的影响进行了研究,包括一个术语,所产生的熵产生率由于标量衰变,在玻尔兹曼方程的中微子数密度。研究了无质量中微子退耦温度的影响。发现标量衰变速率常数的下限可以设定为10^{-22} Gev。
2002-03-15 hep-ph
The moduli portal to dark matter particles
早期宇宙中标准模型(SM)物质产生暗物质(DM)的非平衡过程(冻结机制)在许多场景中都是可以预期的,在这些场景中,SM场之外的非常重的物质作为介质。在这次会议上,我讨论了通过模场\cite{chowdhury_moduli_2019}的交换,标量、费米子和矢量DM的冻结,这些模场位于许多额外维度和弦论框架的低能谱中。我们已经表明,在这个模型中的生产率密度的高温依赖性,以及在暴胀后的再加热尺度的模量质量的可能性,使它至关重要的考虑冻结的贡献之前的标准辐射时代开始的DM遗迹密度的正确预测。
2019-11-26 astro-ph.CO hep-ph
Anthropic Bound on Dark Radiation and its Implications for Reheating
我们推导出一个额外的中微子物种,$ΔN_{\rm eff}$的人为束缚,根据观察,一个积极的$ΔN_{\rm eff}$抑制增长的物质波动,由于长期的辐射占主导地位的时代,这减少了崩溃成星系的物质的比例,因此,观察者的数量。我们改变$ΔN_{\rm eff}$和正的宇宙学常数,而固定其他宇宙学参数。然后,我们发现自己在一个宇宙中满足当前的约束的概率是为了几个因子为一个平坦的先验分布。如果发现$ΔN_{\rm eff}$接近当前上限或由$H_0$张力所暗示的值,则人择解释并非不太可能。另一方面,如果$ΔN_{\rm eff}$的上界通过未来的观测得到显著改善,则这种简单的人为考虑不能解释$ΔN_{\rm eff}$的小值。我们还研究了简单的模型,其中暗辐射由重标量衰变产生的相对论粒子组成,并表明先验概率分布敏感地依赖于粒子种类的数量。
2019-07-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Asymmetric Reheating by Primordial Black Holes
我们调查霍金蒸发人口的原始黑洞(PBH)之前,大爆炸核合成(BBN)作为一种机制,以实现不对称再加热的两个部门耦合的重力。当可见扇区被暴胀子或模数再加热时,暗扇区被PBH再加热。与两个扇区的膨胀或模块化再加热相比,有两个优点:$(i)$膨胀或模量介导的算子,其可以随后使暗扇区与可见扇区热化,与不对称再加热过程无关; $(ii)$ PBH的质量和丰度提供暗扇区的热历史的参数控制,特别是两个扇区的温度的比率。非对称再加热与PBH原来有一个特别丰富的暗区现象,我们探索使用一个单一的自相互作用的真实标量场在暗区作为模板。四个热历史,涉及非相对论和相对论暗物质(DM)在化学平衡,其次是存在或不存在的同类相食,进行了探讨。然后,这些历史受到当前宇宙和子弹星系团中观测到的遗迹丰度的限制。PBH主导宇宙的能量密度,并重新加热可见光和暗扇区的情况下,也被详细处理。
2021-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational neutrino reheating
本研究提出一种基于Type-I seesaw模型的引力耦合再加热机制,暴胀子仅通过引力与各场作用,既能解决中微子质量和重子不对称问题,又能成功实现再加热并给出独特原初引力波谱与非零最低活性中微子质量,为粒子物理与宇宙学在再加热领域的融合提供新思路。
2024-03-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Confronting Kähler moduli inflation with CMB data
在从弦紧化得到的暴胀模型中,模真空错位导致宇宙后暴胀历史中的一个时代,此时能量密度由冷模粒子主导。这种效应导致在CMB模的视界出口和暴胀结束之间的$e$ -折叠($N_{\rm pivot}$)的数目的修改。以Kähler模暴胀为原型,$e$ -折叠的位移是模型参数的函数,它也决定了暴胀观测量。我们使用公开的{ \sc{ModeChord} }和{ \sc{CosmoMC} }以及最新的\emph{Planck+BICEP2/Keck array}数据对这种情况进行数值分析,以约束模型参数和$N_{\rm pivot}$。根据目前和未来的精确数据,结果表明,仔细考虑任何后暴胀非标准时期,以及再加热的影响的重要性。
2018-06-27 astro-ph.CO hep-ph
New Aspects of Reheating
对后暴胀宇宙学中的再加热阶段进行了重新分析。非平衡量子场论的新技术允许包括动力学的非线性的运动方程的一致推导。这为基于单粒子衰变的再加热的基本理论提供了一个基本原理,而这种理论只在标量场的相干振荡的线性区域有效。本文介绍了一种新的非微扰诱导量子涨落放大机制,并对其进行了详细的解析和数值研究。这是一种非线性机制,通常是将能量从零模式转移到产生比单粒子衰变更轻的粒子的更有效的方式。热化进行了讨论,我们估计再加热温度的暴胀子质量的顺序,从而提供了一个潜在的解决方案的Polonyi和模量问题。
1995-11-21 hep-ph
Late Inflation and the Moduli Problem of Sub-Millimeter Dimensions
我们考虑一个最近的模型与亚毫米大小的额外的维度,其中的字段,确定额外的维度(radion)的大小也作为一个暴胀子。放射子也是一个稳定的模,它的相干振荡可能会过于接近宇宙。有人认为第二轮晚期暴胀可以解决这个问题,但我们发现这种情况不允许宇宙充分再加热。
1999-03-11 hep-ph
Supersymmetric mass spectra for gravitino dark matter with a high reheating temperature
引力子暗物质的超对称理论通常不允许热稀薄生成所需的高再加热温度,而不与遗迹丰度或大爆炸核合成约束相冲突。我们报告一个成功的搜索参数空间,满足这些要求。主要的含意是,在光谱中,胶子与其他中性伴子接近简并。LHC在这种情况下的主要发现渠道是通过单喷流加上丢失的能量事件。
2010-09-20 hep-ph
Supersymmetric dark matter, catalyzed BBN, and heavy moduli in mSUGRA with gravitino LSP and stau NLSP
在mSUGRA模型中,我们假设引力子(LSP)在宇宙中扮演冷暗物质的角色,而最轻的粒子(NLSP)则催化原初BBN,以调和理论与观测之间的差异。我们考虑了所有的引力子产生机制,即从重标量场衰变,从NLSP衰变,从热浴。我们发现,暗物质的约束是不相容的再加热温度的下限
2008-12-20 hep-ph
Delayed Reheating and the Breakdown of Coherent Oscillations
我们分析了暴胀结束后暴胀子场和度规中扰动的演化。我们提出了精确的解析近似的扰动,表明相干振荡的后暴胀凝聚必然打破之前,任何目前的现象学约束要求宇宙成为辐射为主。此外,崩溃发生在长度尺度上,相当于共同运动的后暴胀视界的大小。这项工作对暴胀“匹配”问题和后暴胀宇宙中可能产生的随机引力波背景都有意义。
2010-11-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Hubble induced mass after inflation in spectator field models
观众场模型,如曲率的情况下,调制再加热是有吸引力的情况下产生的宇宙曲率微扰,放松对暴胀模型的约束。本文讨论了哈勃诱导质量对暴胀后观众场动力学的影响。我们特别注意哈勃诱导质量的动能的振荡暴胀子,这是一般未抑制,但往往被忽视。在曲率情况下,哈勃诱导质量放松了对暴胀子和曲率性质的约束,如再加热温度和暴胀尺度。我们评论的影响,我们的讨论重子的曲率方案。在调制再加热中,模型的预测,例如非高斯性可以被显著地改变。此外,我们提出了一个新的调制再加热模型,利用哈勃诱导质量,实现了广泛的局部非高斯参数。
2016-07-24 astro-ph.CO hep-ph
On the reheating stage after inflation
我们指出,暴胀衰变产物获得等离子体质量在再加热阶段后的通货膨胀。等离子体质量可能使暴胀子衰变动力学禁止,导致温度保持冻结在一个平台值的一段时间。我们表明,最终的再加热温度可能是唯一确定的暴胀子质量,并可能不依赖于它的耦合。我们的发现对危险文物在再加热过程中的热产生具有重要意义(例如,引力子),用于从宇宙微波背景各向异性数据中提取暴胀的粒子物理模型的界限,用于在再加热期间产生大质量暗物质候选物,以及用于在再加热期间产生大质量粒子的重子生成或轻子生成模型。
2003-07-18 astro-ph hep-ph
Dark Radiation in LARGE Volume Models
我们考虑在大体积情景中由体积模量衰减驱动的再加热。这种再加热总是通过衰变产生非零的暗辐射到轴子伙伴,而唯一的竞争性可见扇区衰变是通过Giudice-Masiero项的希格斯对。在没有宇宙学模量问题的隔离模型框架中,具有移位对称希格斯扇区的最简单模型产生1.56 < N_{eff} - N_{eff,SM} < 1.74。对于更一般的情况下,N_{eff}上的已知实验边界强烈约束模型的参数和物质含量。
2012-09-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Finite temperature effects in modular cosmology
我们重温宇宙学的历史中存在的光模量,包括可能的热效应的标量势。众所周知的宇宙学模量问题考虑的是由于膨胀过程中与最终位置不对准而存储在模量中的初始能量。我们表明,有限的温度修正的标量势,在一般情况下,诱导类似的效果,这些都有可能克服的错位。这会以依赖于模型的方式改变重要参数,如充气期间e折叠数量的首选窗口和最终再加热温度。一般的影响是一个较长的后期模量主导的时代和较大的最终再加热温度。我们探讨所有讨论的元素在IIB型超弦大体积紧致与凯勒暴胀的情况下,零温度的结果是已知的。不稳定性分析,使用Floquet的方法,也进行了明确的情况下,发现强有力的迹象,可能产生周围的一个几乎普遍的归一化临界温度,其中Floquet指数表现出发散行为。
2021-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fluctuations in Hill's equation parameters and application to cosmic reheating
本文研究了Hill方程参数的随机涨落对宇宙重加热期间粒子产生的影响,发现随机噪声能显著改变共振稳定带并大幅增强粒子产生,从而在广阔参数空间内提升重加热效率。
2025-07-10 astro-ph.CO hep-ph math-ph
Constraining Curvatonic Reheating
我们推导出第一个系统的观测约束再加热模型的通货膨胀,其中一个额外的光标量场有助于原始密度扰动,并影响在再加热过程中的膨胀历史。这包含了原始的曲率模型,但也涵盖了更大类的场景。我们发现,相比于单场的情况下,较低的值的能量密度在结束时的膨胀和再加热温度是优选的,当引入一个额外的标量场。例如,如果暴胀是由一个四次势,这是最受欢迎的模型之一,当一个轻标量场被添加,上界$T_{\mathrm{reh}}<5\times 10^{4}\,\mathrm{GeV}$的再加热温度$T_{\mathrm{reh}}$的推导,并讨论了该值对后暴胀物理的影响。关于再加热获得的信息也被量化,它被发现,它仍然温和的高原通货膨胀(虽然仍然大于在单场版本的模型),但可以成为大量的四次通货膨胀。在通货膨胀结束时的额外的标量场的vev所发挥的作用被突出,并打开有趣的可能性,探索随机通货膨胀的影响,可以确定其分布。
2017-01-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Phenomenological implications from moduli fields in strings
我们研究了具有大真空期望值(v.e.v.)的模场的一些唯象后果。在四维弦论中,一旦超对称性破缺,模的v.e.vs就会动态地确定。该研究限制了物质场可能的汤川相互作用和模权。
1994-02-03 hep-ph
In Wino Veritas? Indirect Searches Shed Light on Neutralino Dark Matter
对伽马射线的间接探测约束(包括连续谱和谱线)已经对维诺暗物质设置了很强的约束。通过结合费米LAT和HESS的结果,我们表明:光非热温暗物质被强烈排除;热温暗物质是允许的,只有当银河系暗物质分布有一个显着的(>~0.4 kpc)的核心;和合理的NFW和Einasto分布的整个范围的温质量从100 GeV到3 TeV可以排除。轻的、非热的Wino暗物质的情况在具有衰减模量的场景中特别有趣,这些场景将宇宙重新加热到低温。通常,这种模型已经讨论了低再热温度,不远远高于几兆电子伏的BBN界限。我们表明,允许的维诺遗物密度的限制,推动这样的模型更高的再加热温度,因此更重的模量。即使对于一个由NFW剖面组成的扁平晕模型,其核心在1千秒差距内是恒定密度的,太阳附近的密度为0.3 GeV/cm ^3,对于150 GeV的Winos电流数据,再热温度也被限制在1.4 GeV以上。因此,对于维诺质量是引力子质量之下的一个环因子的模型,数据支持比引力子重一个数量级以上的模量。我们讨论了这个结果对超对称性状态的一些发人深省的影响。我们还评论了其他中性伴子暗物质的情况下,特别是混合双/希格西诺暗物质的情况。我们表明,在这种情况下,直接和间接搜索是互补的,并可能覆盖大部分的参数空间。
2013-07-16 astro-ph.CO hep-ph
Reheating for Closed String Inflation
我们指出了一些突出的挑战,嵌入膨胀宇宙学的弦论研究模型的再加热过程中,暴胀子是一个封闭的弦模式参数化的内部循环的紧化流形的大小。一个现实的暴胀模型必须解释宇宙微波背景辐射中的微小扰动,以及如何在暴胀后激发普通物质的自由度,这是大爆炸核合成成功所必需的。我们研究这些问题的重点是两个有前途的通货膨胀模型嵌入在大体积IIB型通量紧致化。我们表明,现象学的要求和一致性的有效场论治疗意味着在低能量的一个隐藏的部门与一个可见的部门,最小超对称标准模型领域居住在一起的存在。详细计算了暴胀子与隐区场、可见区场和模区场的耦合,发现暴胀子主要激发的是可见区场,而隐区场在暴胀结束后被大量激发。这对隐扇区模型的建立设置了严格的限制,其中最有希望的场景出现为纯N=1 SYM理论,禁止暴胀子的运动学衰减到隐扇区。在这种情况下,有可能用可见的自由度对宇宙进行再加热,尽管在某些情况下,我们发现了TeV尺度的超对称性和再加热之间的新张力,而这是在TeV尺度的超对称性和暴胀之间的众所周知的张力之上。
2010-05-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Rescuing Gravitational-Reheating in Chaotic Inflation
本研究在单场混沌暴胀框架下,引入暴胀子与里奇标量的线性非最小引力相互作用,成功实现引力辅助的暴胀后再加热,给出耦合参数的观测限制,并预言张标比处于实验可测范围,还探讨了暗物质与正反物质不对称的产生机制。
2024-04-17 astro-ph.CO hep-ph
Moduli evolution in the presence of thermal corrections
研究了热修正对有效超引力模型中模量演化的影响。这是由文献中先前的结果所激发的,这些结果表明,这些修正可能会改变甚至消除零温势中存在的最小值,这在这些特定的模型中会产生灾难性的后果。我们表明,在一个有代表性的样本通量紧致化建设,这不需要的情况下,虽然我们发现,列入热修正可以显着减少该地区的初始条件的模量稳定。此外,考虑到演化进行的缓慢速度,由于要求完整的有限温度势具有最小值而产生的再加热温度的界限可以大大放宽。
2008-09-23 hep-ph
The Secret Higgstory of the Highest Temperature during Reheating
我们研究的标准模型希格斯凝聚体,在宇宙膨胀过程中形成的作用,在时代的再加热如下。我们关注的情况下,暴胀子衰减缓慢和微扰,所以有一个很长的时间之间的通货膨胀的结束和开始的辐射统治。在此期间,希格斯凝聚衰变非微扰,我们表明,它加热的原始等离子体的温度要高得多,而不是从缓慢衰减的膨胀单独。我们讨论了这种热等离子体的膨胀的衰变产物的热化的效果,并研究其现象学意义的宇宙学遗物,如暗物质的形成,与相关的isocurvature波动,并恢复电弱和Peccei-Quinn对称性。
2021-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining Reheating Temperature, Inflaton-SM Coupling and Dark Matter Mass in Light of ACT DR6 Observations
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
结合ACT DR6等数据,通过α-吸引子暴胀模型和两种再加热机制,求解玻尔兹曼方程约束再加热参数,并分析引力产生的暗物质质量范围。
2026-06-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Solar Mass Primordial Black Holes in Moduli Dominated Universe
我们探讨了在早期物质支配时期,太阳质量区域周围产生原始黑洞的前景。在大爆炸核合成之前,当一个模场开始支配宇宙的能量密度时,早期的物质主导时代就出现了。在物质主导的时期,辐射压力的缺乏增强了原初密度波动的引力坍缩导致的原初黑洞的形成。特别是,我们发现,原始黑洞产生的$0.1-10~M_{\odot}$质量范围内的一个有利的选择参数的理论。然而,它们无法解释LIGO/Virgo引力波搜索探测到的所有合并事件。在这种情况下,原始黑洞形成的总暗物质丰度约为$4\%$,其中$95\%$属于LIGO/Virgo一致的质量范围。其余的暗物质可能以粒子的形式存在,这些粒子是在再加热过程中模量场衰变产生的。
2021-12-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Thermal Goldstino Production with Low Reheating Temperatures
我们讨论热生产(伪)goldstinos,戈德斯通费米子出现(多个)超对称性打破部门,当再加热温度远低于超伙伴群众。在这种情况下,由暴胀子衰变阶段引起的物质主导时代的生产比再加热后的生产更重要。根据超对称性破缺尺度的不同,金斯蒂诺是通过$1\to 2$衰变和逆衰变的冻入或冻出机制产生的。通过求解Boltzmann方程得到了goldstino的动量分布函数,在冻结态下,goldstino在从热浴中动力学退耦后很长时间内仍保持化学平衡,从而导致不同动量的goldstino在不同温度下退耦。其结果是,它们的动量分布函数显示出一种特殊的形状,并且最终产额小于假设动力学平衡时的产额。我们重新审视宇宙学的影响,在这两个R-宇称守恒和R-宇称违反超对称的情况。对于前者,即使再加热温度很低($1$ GeV),热产生的goldstinos仍然足够丰富,足以成为目前的暗物质。对于后者,如果再加热温度低,为$0.1-1$ GeV量级,则它们不受BBN约束。
2015-05-12 hep-ph
Reheating the Universe after String Theory Inflation
在膨胀的弦论实现中,膨胀的终点通常是膜-反膜湮灭。我们考虑了膜膨胀后标准模型宇宙的再加热过程。我们确定的暴胀子能量衰减的渠道,级联快子湮灭通过大规模的封闭弦环,KK模式,和膜位移模量较轻的标准模型粒子。宇宙学数据通过严格限制引力子和非标准扇形大规模遗迹中沉积的再加热能量的比例来约束场景。我们估计的能量储存到各种光自由度的开放和封闭的字符串部门,再加热的时间,和再加热温度。引力子的产生在弯曲暴胀中被显著抑制。然而,我们预测在当前宇宙学能量密度的水平$Ω_{GW} \sim 10^{-8}$的剩余引力辐射背景。我们还将我们的分析扩展到多个咽喉场景。在KKLMMT型暴胀模型的单个喉道或多喉道情景的某个子类中,可行的再加热是可能的,但大规模KK模的过度生产造成了严重的问题。如果某些内流形带有近似等距(角KK模),或者如果存在一个长度适中的喉道而不是标准模型喉道,可能与某些隐藏扇区(低洼KK模)有关,则问题会相当严重。
2005-08-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Moduli/Inflaton Mixing with Supersymmetry Breaking Field
一个重标量场,例如模或暴胀子,通常会与造成超对称破缺的场混合。我们研究的标量衰变到标准模型粒子和他们的超伙伴,引力子,和超对称破缺部门,特别注意的衰变模式,通过标量和超对称破缺场之间的混合进行。还讨论了新的衰变过程对宇宙学场景的影响;模场一般会产生太多的引力子,大多数暴胀模型往往会导致过高的再加热温度和/或引力子过度产生。
2006-07-03 astro-ph hep-ph hep-th
Inflation Dynamics and Reheating
我们回顾了单场和多场的膨胀理论,特别注意绝热和熵/等曲率扰动的动力学,这些扰动提供了检验膨胀模型的主要手段。我们回顾了暴胀后的再加热和预热的理论和唯象,对多场暴胀的引力和非引力特征进行了统一的讨论。此外,我们涵盖的膨胀理论与额外的维度和模型,如曲率的情况下,调制再加热,提供替代方法产生大规模的密度扰动。最后,我们讨论了有趣的观测影响,可以导致绝热等曲率的相关性和非高斯。
2006-02-02 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmological Moduli Problem from Thermal Effects
我们估计宇宙丰度的模场,具有双光子耦合的规范场,特别注意热修正的模势。我们发现一定量的模相干振荡必然是由线性热效应引起的。我们认为,这样的估计提供了一个给定的宇宙热历史的最小可能的模量丰度。作为一个例子,我们将我们的结果应用到一个saxion,一个玻色子超对称的合作伙伴的轴子,并得出一个紧约束的再加热温度。我们强调,这个问题不能避免微调的初始偏差的模场,因为最小量的模是由标量势的动态诱导。
2008-12-18 hep-ph
Neutron stars as thermometers for reheating induced dipole dark matter
State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Institute of Quantum Matter, South China Normal University(华南师范大学量子物质研究院核物理与技术国家重点实验室);Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, Guangdong Provincial Key Laboratory of Nuclear Science(广东省物质结构与基本相互作用基础研究卓越中心广东省核科学重点实验室)
研究偶极暗物质在标准和非标准宇宙学场景下的电磁相互作用,利用中子星加热效应探测其参数空间。
2026-07-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Millicharge Background and Reheating Probes
本文提出利用早期宇宙微电荷背景及加速器、CMB-S4等探测约束两类mCP,从而区分模型并将再加热温度上限推进至约10 MeV。
2023-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Light Higgsino Dark Matter from Non-thermal Cosmology
我们研究的情况下,higgsino暗物质的背景下,一个非标准的宇宙学与大爆炸核合成之前的一段时间的物质统治。如果物质主导通过再加热到低于higgsino热冻结温度的温度而结束,那么它会改变暗物质遗迹的丰度。我们进行了一个独立的模型分析的希格西诺暗物质生产在这样的情况下。我们表明,轻higgsino型暗物质是可能的再加热温度接近1 GeV。我们研究的影响,暗物质间接检测和对撞机物理在这种情况下。我们表明,费米-LAT数据排除了非热希格斯玻色子的质量低于300 GeV。未来从费米-LAT和CTA进行的间接暗物质搜索将能够基本上覆盖整个参数空间。与热的情况相反,来自100 TeV对撞机的对撞机信号可以完全测试非热higgsino。在本文的第二部分中,我们讨论了这种非热宇宙学的动机从弦论的角度与后期衰减的KKLT和LVS模量稳定机制的模量。我们描述了嵌入暗物质希格西诺在这些情况下的影响。
2016-11-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th