Quantum cosmological consistency condition for inflation
我们研究了暴胀模型的量子宇宙学隧穿情形。在路径积分的方法,我们得到相应的隧穿概率分布。这个分布中的一个尖峰可以解释为暴胀的初始条件,因此可以解释为暴胀能量尺度的量子宇宙学预测。这个能量尺度本身也是任何暴胀模型的真实预测,因为暴胀过程中产生的原初引力子在宇宙微波背景的B极化中留下了印记。通过这种方式,人们可以推导出暴胀模型的相容性条件,保证与隧穿起源的相容性,并可以导致可检验的量子宇宙学预测。对于自然通货膨胀模型,给出了一般方法的显式证明。
2014-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary non-Gaussianities in alpha vacua and consistency with conformal symmetries
本文在单场慢滚暴胀的α真空中计算三点和四点标量关联函数,证明其满足共形Ward恒等式,并以扩展的波泛函方法验证in-in结果。
2024-10-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary soft theorems revisited: A generalized consistency relation
我们重新考虑推导软定理与非线性实现的对称性在宇宙学。利用路径积分,我们推导出一个广义的一致性关系,涉及到一个压缩的$(N+1)$点关联函数的$N$点函数,其中相关的软模式是在早期,而不是晚的时间。这种广义(早-晚)版本比标准一致性关系具有更广泛的适用性,在标准一致性关系中,所有模式都在晚时间进行评估。我们阐明的条件下,后者遵循前者。一个关键因素是物理模式条件:对称变换的非线性部分必须与主要的长波长物理模式的时间依赖性相匹配。这是密切相关的,但不同于,绝热模式条件。我们的推导揭示了标准一致性关系的一些其他令人困惑的特征:(1)潜在的非线性实现的对称性(如膨胀和特殊保角变换SCT)起源于剩余规范冗余,但一致性关系具有物理内容--例如,它可以被违反;(2)已知标准相容性关系在超慢卷暴胀中失效,但由于膨胀和SCT保持良好的对称性,应该有标准相容性关系的替代;(3)在大尺度结构应用中,已知如果长波长功率谱太蓝,则标准一致性关系破裂。早-晚一致性关系有助于解决这些难题。我们引入了一个玩具模型,明确检查这种广义的一致性关系是简单的。我们的方法可以适用于违反标准的一致性关系的情况下,涉及额外的光自由度以外的膨胀。
2019-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Consistency Relation for multifield inflation scenario with all loop contributions
在暴胀期间产生的表征非高斯性的非线性参数$f_{NL}$和$τ_{NL}$之间的一致性关系已经成为一个有用的工具,它有可能一次性排除一大类暴胀模型。在我们以前的工作中,我们将Suyama-Yamaguchi不等式扩展到1-loop校正。本文导出了一个推广到{ \it all}环校正的不等式,它与原Suyama-Yamaguchi不等式$τ_{NL} \geq (6/5f_{NL})^2$具有相同的表达式,但在单场模型的情况下,该不等式不再满足.
2012-05-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbative Unitarity of Inflationary Models with Features
用有效场论方法研究了具有特征的暴胀模型的微扰相容性。通过估计单圈贡献的三点函数的大小,我们找到的能量尺度,他们的贡献是相同的顺序的树级振幅。众所周知,超过这个尺度,微扰么正性就丧失了,理论也不再处于理论控制之下。要求所有相关的能量尺度的问题是低于这个截止,我们得出一个强大的上限的功能的锐度,或等价的特征时间尺度,这是独立的特征本身的幅度。我们指出,尖锐的功能,似乎提供更好的适合CMB的功率谱已经超出了这个界限,质疑预测它们的模型的一致性。
2014-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Consistency relations for sharp inflationary non-Gaussian features
如果宇宙暴胀与慢卷状态有微小的时间依赖性偏差,这将导致原始光谱中存在小尺度依赖性特征,它们的形状和大小揭示了产生它们的物理学信息。小的尖锐特征可以在两点关联函数的水平上被抑制,使得它们在功率谱中不可检测,但是可以在三点关联函数的水平上被放大,为我们提供了在非高斯双谱中发现它们的机会窗口。在这篇文章中,我们表明,尖锐的功能,可以分析只使用来自三点关联函数参数化原始非高斯性的数据。更准确地说,我们表明,如果功能出现在一个特定的非高斯三角形配置(例如等边,折叠,挤压),这些必须重新出现在每一个其他配置根据一个特定的关系,使我们能够在非高斯双谱相关的功能。因此,我们提供了一种方法来研究膨胀过程中产生的尺度相关特征,该方法仅依赖于来自非高斯测量的数据,允许我们省略功率谱中的数据。
2016-05-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary cross-correlations of a non-minimal spectator and their soft limits
本文利用in-in形式理论计算了暴胀扰动与非最小耦合旁观者场涨落之间的交叉关联,推导了标量一致性关系,并证明非最小导数耦合可导致张量一致性关系被违反,且该违反并不必然意味着张量模式的超视界演化。
2023-09-12 astro-ph.CO hep-th
Large gauge transformation, Soft theorem, and Infrared divergence in inflationary spacetime
众所周知,原始曲率微扰$ζ$在红外(IR)中具有几个普适性质,例如软定理(也称为相容关系)和时间守恒性。它们在相当一般的暴胀单时钟模型中是有效的。有人认为,这些普适性质与暴胀时空中的大规范变换密切相关。然而,在大规范变换下的不变性不足以显示这些IR性质。本文证明了局部性条件对于证明$ζ$的相容性和守恒性是至关重要的。这一论证也适用于具有任意整数自旋的暴胀子和重场的相互作用系统,包括更高自旋的场,这可能是由弦论激发的。我们还将表明,局部性条件保证取消的IR发散在一定类别的变量,其关联函数类似于宇宙学上可观测的量。
2017-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the inflationary particle content: extra spin-2 field
我们研究了如何通过在暴胀过程中将最小场含量与额外的自旋2粒子耦合来影响与原始张量模式相关的暴胀观测量。我们工作的模型,是鬼免费在完全非线性的水平,并显示新的自由度如何修改标准的一致性关系的张量双谱。额外的相互作用的自旋2场必然是有质量的,幺正性决定了它的质量在$m \gtrsim H$范围内。尽管这个界为相应的张量模选择了一个衰减解,宇宙学的量子化子仍然带有这种“化石”场的印记。值得注意的是,自旋$\geq 1$的化石在诸如张量功率谱之类的可观测量中产生了独特的各向异性。我们展示了这在我们的设置中是如何发挥作用的。
2018-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multi-wavelength constraints on the inflationary consistency relation
我们提出了第一次尝试使用CMB,LIGO和PPTA数据的组合来约束的倾斜和运行的原始张量功率谱通过约束在早期宇宙中产生的引力波能量密度。结合不同宇宙学尺度的测量,突出了互补数据如何用于测试早期宇宙模型的预测,包括暴胀一致性关系。目前的数据倾向于张量功率谱的略微正倾斜($n_t = 0.06^{+0.63}_{-0.89}$)和负运行($n_{t, {\rm run}} < -0.22$)。有趣的是,直接引力波探测器数据的增加单独提出了强大的限制张量标量比$r < 0.2$,因为大的正张量倾斜首选的\textit{Planck}温度功率谱不再允许。加上最近发布的BICEP 2/KECK和普朗克353 GHz极化互相关数据,得到了更强的$r<0.1$边界。我们评论可能的影响,一个大的积极倾斜的背景膨胀,并表明,依赖于假设的紫外截止($k_{\rm UV}/k_* = 10^{24}$)的原始光谱的引力波,最强的界限$n_t = 0.07^{+0.52}_{-0.80}$来自这种效果。
2015-05-06 astro-ph.CO
Testing the Origin of Cosmological Magnetic Fields through the Large-Scale Structure Consistency Relations
研究了描述暗物质、重子和磁场演化的后复合宇宙磁流体动力学方程组的对称性。这是在流体方程和相空间中的Vlasov-Poisson-麦克斯韦方程组的水平上完成的。本文讨论了在磁场和物质超密度情况下,(n + 1)-相关函数软极限的相容性关系。特别是,我们强调,任何违反这种一致性关系在相同的时间将指向一个膨胀的起源磁场。
2014-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The spatial gauge-dependence of single-field inflationary bispectra
在单场暴胀模型中,双谱通常在$ζ$规范中给出,因为它的时间部分导致涨落的超视界守恒。然而,这个属性是独立的选择{ \it空间}规范,所以在这封信中,我们探讨这种自由。我们计算最一般的空间规范变换下的双谱的变化,是全球性的定义和特权没有点,方向或规模。在压缩配置,然后我们得到了一个推广的经典$ζ$规范的一致性关系,我们也通过“大同胚”的方法获得所有四个bispectra。在长波数的前导阶,变换只影响长模是标量的情况。第一个效应是倾斜因子的偏移,因此可以显著降低该贡献的幅度。其次,现在有一个额外的项取决于三角形的形状,与固体暴胀相同,这是由于3度规在一般空间规范中具有标量各向异性的事实。在次首阶没有变分,因此$ζ$规范的共形一致性关系得以保持。
2022-03-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Pre-Inflationary Relics in the CMB?
弦理论和超引力理论原则上允许我们跟踪暴胀子从暴胀前的快速滚动到慢速滚动的转变。这在原始功率谱中引入了红外凹陷,如果它发生在可访问的波长处,则可能在CMB各向异性中留下印记。我们模拟的效果扩展$Λ$ CDM与规模$Δ$相关的红外抑郁症和探索的限制允许{ \sc普朗克}数据,采用更保守,更广泛的银河掩模在低分辨率CMB的可能性。因此,在具有$f_{sky}=39\%$的扩展掩码中,我们发现在$99.4\%$置信水平下的$Δ= (0.351 \pm 0.114) \times 10^{-3} \, \mbox{Mpc}^{-1}$将与具有标准$f_{sky}=94\%$掩码的$88.5\%$处的附近值进行比较。在大约64倍的$e$膨胀下,这些$Δ$的值将转化为原始能量标度${\cal O}(10^{14})$ GeV。
2015-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The pre-inflationary dynamics of loop quantum cosmology: Confronting quantum gravity with observations
利用圈量子引力的技术,宇宙学扰动的标准理论最近被推广到包括普朗克时代。我们现在应用这一框架来探索前通货膨胀的动态。该框架使我们能够分离和解决真正的trans-Planckian困难,为理论和观测提供有趣的教训。具体来说,对于一个大类的初始条件的反弹,我们导致了自洽的扩展膨胀的范例超过11个数量级的密度和曲率,从大反弹的开始慢卷。此外,对于一个狭窄的初始条件窗口,有偏离标准的范式,与新的效果-如修改的张量标量功率谱和张量谱指数的比值之间的一致性关系,以及一个新的来源的非高斯性-这可能会扩展到宇宙学观测的早期宇宙的深普朗克制度。
2013-04-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effective field theory and non-Gaussianity from general inflationary states
我们在Cheung等人建立的暴胀有效场论的背景下研究了非平凡初始量子态对暴胀涨落的影响。我们开发了一个格林函数/路径积分为基础的制定,采用初始状态的影响,并使用它来解决问题,如如何依赖于状态的双谱的一致性关系,有多少e倍以上的最低要求解决宇宙学微调的大爆炸,我们允许,使一些信息从初始状态生存,直到晚的时候,等等。我们发现,所谓的一致性条件有关的局部限制的双谱和慢滚参数是一个状态相关的声明,可以避免物理上一致的初始状态,无论有或没有初始非高斯。
2013-05-15 astro-ph.CO hep-th
Locality in effective field theory for inflationary soft modes
Kyoto University(京都大学);Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所);Institute of Particle and Nuclear Studies, High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构粒子核研究研究所);The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)(综合研究大学院大学)
本文研究了膨胀软模式的有效场论中局部性条件,提出了一种量子态的局部性要求,该要求确保每个局部宇宙中的硬模式态仅通过同一区域内的软模式值依赖于软模式。当该条件满足时,粗粒化后的软模式动力学保持局部性,硬模式对超视界曲率扰动相关函数的环修正被扰动抑制。这为判断因硬模式增强修正而破坏梯度展开的情况提供了模型无关的诊断。此外,该局部性条件还推导出广义软定理,从而在额外假设下得到标准一致性关系。本文还表明,局部性条件保证了在大规范变换下不变的算子相关函数的红外发散不存在。因此,硬模式态的局部性为膨胀软模式的有效描述、广义软定理、硬模式环修正的抑制以及可观察相关函数的红外正则性提供了一个统一的标准。
2026-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary tensor fossils in large-scale structure
暴胀模型对一个引力波(张量)模式和两个密度微扰(标量)模式之间的张量-标量-标量三点相关(或双谱)做出了具体的预测。这种张量-标量-标量关联导致了局域幂四极,这与我们宇宙中的统计各向同性明显不同,以及宇宙中当前质量分布的特征四点关联。到目前为止,这些观测量的预测已经制定了单钟模型,其中张量-标量-标量相关和张量和标量功率谱之间的某些一致性条件得到满足。在这里,我们审查的要求,通货膨胀模型,这些一致性条件得到满足。然后,我们考虑几个例子的通货膨胀模型,如非吸引子和固体通货膨胀模型,在这些条件进行测试。在固体通货膨胀的最简单的一致性条件已经违反,而在非吸引子模型中,我们发现,相反的标准情况下,张量-标量-标量相关探测器直接相关的模型相关的信息。我们在这些模型中计算出可观测量的预测。对于非吸引子膨胀,我们发现一个明显的本地四极偏离统计各向同性的大尺度结构,但这种功率四极在较小的尺度非常迅速地减少。CMB四极矩与统计各向同性的一致性则限制了对应于从非吸引子到吸引子阶段的暴胀过渡的距离尺度大于当前可观察到的视界。固体膨胀预测在当前星系分布中聚集的化石特征可能足够大,可以通过即将到来的,甚至可能是当前的星系调查来检测。
2015-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ultra Slow-Roll Inflation and the non-Gaussianity Consistency Relation
超慢卷暴胀最近被用来挑战非高斯一致性关系。我们表明,这种通货膨胀的情况属于一个参数类的模型,我们研究它的属性和观测预测。我们证明了功率谱保持尺度不变,双谱是局部类型的fnl=5(3-ns)/4,这确实是一个修改的一致性关系。然而,我们也表明,该系统是不稳定的,并遭受许多物理问题,其中之一是很难正确WMAP规范化的模型。我们的结论是,超慢卷通货膨胀仍然是一个非常特殊的情况下,其物理相关性可能不足以质疑的一致性关系的有效性。
2012-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic backgrounds of relic gravitons and their absolute normalization
在不违反一致性关系的前提下,最近的Bicep 2观测确定了暴胀过程中产生的宇宙引力子背景的绝对归一化、谱斜率和最大频率。由此计算从最低频率(当前哈勃速率的量级)到GHz区域中的最高频率范围的适当归一化的光谱。偏离传统的范式不能被排除在外,并允许不同的物理可能性,包括检查,特别是,运行的张量谱指数,明确打破的一致性关系和尖峰的频谱的高频尾部要么从后通货膨胀阶段为主的刚性流体的瀑布场的贡献在混合通货膨胀的情况下。在低频直接确定张量标量比,如果通过即将到来的观测得到证实,也将影响和限制高频的不确定性。来自宽带干涉仪(如Ligo/Virgo,Lisa和Bbo/Decigo)的宇宙引力子背景的限制,以及对低频张量B模偏振的更准确的审查,将直接限制后暴胀演化和其他非常规的标准知识的完成。
2014-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Examining the consistency relations describing the three-point functions involving tensors
众所周知,表征标量双谱的非高斯参数$f_{_{\rm NL}}$可以用压缩极限下的标量谱指数来表示,这一性质被称为相容关系。本文研究了由单个正则标量场驱动的暴胀模型中标量和张量的三点互相关以及张量双谱的相容关系。用我们前面介绍过的无量纲非高斯参数$C_{_{\rm NL}}^{\mathcal R}$和$C_{_{\rm NL}}^{\mathcal γ}$来表征互相关,我们以类似于纯标量情况的方式,将控制互相关的一致性关系表示为这些非高斯参数与标量或张量谱指数之间的关系。讨论了描述张量双谱的非高斯参数$h_{_{\rm NL}}$的对应关系。我们分析建立这些一致性关系明确在以下两种情况下:一个简单的例子,涉及一个特定的情况下,幂律膨胀和一个非平凡的情况下,在所谓的Starobinsky模型,是由一个线性的潜力,其斜率急剧变化。我们还在数值上验证了三种类型的通货膨胀模型,允许从慢卷的偏差,并导致标量功率谱的功能,通常会导致一个更好的适合的数据比更传统的,几乎规模不变的,光谱的一致性关系。最后,我们总结了我们所取得的成果。(节录)
2014-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Predictions of quantum gravity in inflationary cosmology: effects of the Weyl-squared term
我们导出了虚子量子引力对暴胀宇宙学中标量和张量涨落的振幅和谱指数的预言。作用量是$R+R^{2}$加上Weyl平方项。鬼被消除,把它变成一个假的,也就是说,一个纯粹的虚拟粒子。我们的工作是围绕德西特背景展开的次领先顺序。该方法的一致性为假子的质量$m_{χ}$相对于暴胀子的质量$m_{ϕ}$设定了一个下限($ m_{χ}>m_{ϕ}/4$)。预测张量与标量比$r$在小于一个数量级内($4/3<N^{2}r<12$到$e$ -折叠$N$的数量的首阶)。此外,关系式$r\simeq -8n_{T}$不受外尔平方项的影响。不存在向量和其他标量/张量自由度。
2020-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Cosmological Slavnov-Taylor Identity
我们开发了一种方法来处理的一致性关系的通货膨胀,其中包括完整的时间演变的状态。这种方法只依赖于暴胀背景的对称性,特别是度规空间部分的剩余共形对称性,以及适用于任何量子场论的一般性质。结果,出现的相容性关系,本质上是与这种剩余共形对称性相关联的斯拉夫诺夫-泰勒恒等式,非常普遍地适用:它们适用于完整的格林函数,在很大程度上独立于特定的暴胀模型,并且可以用于任意状态。我们说明了这些技术所假设的形式,当它们处于Bunch-Davies状态时,原始标量波动的两点和三点函数之间的标准一致性关系。但是,由于我们已经包含了状态的完整演化,这种方法也适用于一般的初始状态,并且不需要假设暴胀开始于邦奇-戴维斯状态。
2014-12-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB and reheating constraints to α-attractor inflationary models
在普朗克2013年之后,一个广泛的称为α吸引子的暴胀模型被开发出来,它具有普遍的观测预测。在参数α较小的情况下,模型与最新的CMB数据具有较好的一致性。在这项工作中,我们首先分析计算(并数值验证)这些模型的谱指数,n_s和张量标量比,r的预测,然后使用BICEP 2/Keck 2015数据,我们对α吸引子施加约束。然后,我们研究了α-吸引子中的再加热现象。再加热温度T_{re}和再加热过程中的e折叠数N_{re}作为n_s的函数计算。利用这些结果,我们确定了满足最新CMB数据约束的两类α吸引子的自由参数α的取值范围.
2016-02-29 astro-ph.CO hep-th
Swampland Conjectures through ACT Observations: Observational Signatures of Radiative-Corrected Inflation
本研究通过ACT、Planck 2018和BAO数据检验辐射修正暴胀模型,发现模型II满足所有三个Swampland猜想且与观测一致,而模型I仅满足FRDSSC,强调辐射修正对理论观测双重一致性的关键作用。
2025-10-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A generalized non-Gaussian consistency relation for single field inflation
我们证明了受正则单标量场驱动的微扰暴胀时空在一类特殊的坐标变换下是不变的,同时还证明了在共动规范中曲率微扰的场重参数化.这种变换可用于导出在视界穿越后不冻结的情况下有效的同动曲率扰动的3点关联函数的压缩极限。这导致了一个广义版本的马尔达西纳的非高斯一致性关系的意义上,双谱压缩极限是完全由时空同构。正如在标准一致性关系的情况下,这个结果可以理解为长波长模式如何调制较短波长模式的结果。这种关系允许人们推导出众所周知的违反超慢滚中遇到的一致性关系,其中曲率扰动在地平线交叉后呈指数增长。
2018-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation coupled to a Gauss-Bonnet term
最新公布的普朗克CMB数据对慢滚通胀模型施加了严格的限制。一些通常讨论的暴胀势不受欢迎,主要是因为张量与标量之比太大。在本文中,我们表明,这些潜力可能是在良好的协议与普朗克数据时,暴胀子有一个非最小的耦合高斯-邦纳项。此外,这种耦合违反了张量谱指数和张量标量比之间的一致性关系。如果允许张量谱指数自由变化,则普朗克对张量标量比的约束略有改善。
2013-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reviving Quadratic Inflation: Minimal Deformation for CMB Compatibility and Reheating Consistency
本文通过场重定义引入最小高阶修正改造二次暴胀势,使 n_s 和 r 符合 Planck 2018 约束,并改善再加热阶段的状态方程与温度,证明受控形变足以让简单暴胀模型与观测一致。
2025-11-07 astro-ph.CO
Consistency conditions and primordial black holes in single field inflation
我们讨论了新的一致性关系的单场模型的膨胀能够产生原始的黑洞(PBH),和它们的观测的CMB $μ$空间扭曲的影响。这些膨胀模型包括一个短期的非吸引子的演变:曲率扰动的尺度依赖的配置文件的特点是由一个明显的下降,然后由一个快速增长导致的峰值负责PBH的形成。我们调查的压缩和崩溃的三个和四个点函数的曲率扰动周围的倾角的限制,表明他们满足一致性关系连接他们的值的曲率谱的总放大,和非吸引子时代的持续时间。此外,相应的非高斯参数是尺度依赖的倾角附近,再次依赖于光谱的放大功能。对于典型的PBH场景,需要从大尺度到小尺度的频谱的顺序${\cal O}(10^7)$增强,我们通常在可以由CMB $μ$空间失真探测的尺度范围内找到值$f_{\rm NL}^{\rm sq}\,=\,{\cal O}(10)$和$τ_{\rm NL}^{\rm col}\,=\,{\cal O}(10^3)$。使用这些一致性关系,我们仔细分析了非高斯参数的尺度依赖性如何导致$\langle μT \rangle$和$\langle μμ\rangle$的特征,提供了独特的探测通货膨胀PBH的情况下,可以使用很好地理解CMB物理测试。
2021-11-03 astro-ph.CO hep-th
Consistency relation for cosmic magnetic fields
如果宇宙磁场确实是在暴胀过程中产生的,它们很可能与造成宇宙微波背景各向异性和大尺度结构的标量度规扰动有关。在暴胀磁生的一个原型模型中,我们证明了在压缩极限下,当度规扰动的动量为零时,标量度规扰动与磁场的两个幂次的非高斯交叉关联函数存在一个新的简单的相容关系.我们强调,这样的一致性关系证明是非常有用的,以测试一些最近的计算文献。除了曲率微扰导致的原初非高斯性外,这种互相关可能提供一种新的暴胀观测探测,并在原则上揭示宇宙磁场的原初性质。
2013-01-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Classicalization of inflationary perturbations by collapse models in the light of BICEP2
暴胀和由此而来的原初微扰的量子起源,比BICEP 2观测原初引力波之后的任何时候都有更坚实的基础。这种范式成功的一个关键因素在于解释所观察到的宇宙学不均匀性的经典性,尽管它们是量子起源的。虽然退相干提供了对这个问题的部分理解,但单一结果的问题激发了宇宙学背景下量子坍缩模型的分析,这些模型一般修改了原始扰动的动力学,因此可以在观测值上留下印记。我们重新审视这样一个最近提出的工作模型的经典化自发崩溃\cite{Das:2013qwa}在BICEP 2的观察,寻找可能的修改张量功率谱及其影响。我们表明,它可以潜在地改变单场模型的一致性关系和精确测量的$n_T$和它的运行可以作为一个测试这样的动力学在早期宇宙。
2014-07-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Trivial Checks of Novel Consistency Relations
单场微扰满足无穷多个一致性关系,这些关系限制了软动量中各阶关联函数的压缩极限。这些可以被理解为剩余整体对称的无限集合的沃德恒等式,或者等价地被理解为空间单同态的斯拉夫诺夫-泰勒恒等式。在本文中,我们进行了一些新的,非平凡的检查的背景下,任意声速的慢滚单场暴胀模型的身份。我们专注于具体的身份涉及3点功能与软外部模式,并考虑所有可能的标量和张量的组合的硬动量模式。在所有这些情况下,我们检查的一致性关系,并包括立方阶的软动量。为此,我们首次计算了3点函数,涉及2个标量和1张量,以及2张量和1个标量,任意声速。
2014-01-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Post-inflationary axion isocurvature perturbations facing CMB and large-scale structure
在后暴胀理论中,由重排列机制产生的类轴子粒子(ALP)组成的暗物质导致了原始等曲率波动。这些波动的功率谱对于小的波数是平坦的,扩展到宇宙学调查可以达到的尺度。我们利用最新的宇宙微波背景(CMB)各向异性测量结果,结合CMB透镜效应、重子声振荡(BAO)和Sunyaev Zel'dovich(SZ)团簇计数测量了等曲率分量的振幅和倾斜。我们发现偏好的白噪声等曲率分量的CMB主要各向异性,这一结论是,但是,削弱了目前的大尺度结构(LSS)的数据。将结果解释为等曲率分量的保守上限,所有探针的ALP质量的组合结合为$m_{a} \gtrsim 10^{-19}$ eV,与$m_{a}$如何随温度变化存在一定依赖性。从未来的LSS实验和CMB透镜的宇宙剪切和星系集群的预期灵敏度表明改进的界限$m_{a} \gtrsim 10^{-18}$ - $10^{-13}$ eV,取决于尺度削减,以避免非线性和ALP质量温度的依赖性。
2020-10-11 astro-ph.CO hep-ph
Inflationary Tensor Perturbations After BICEP
BICEP实验对大角度尺度下宇宙微波背景的B模偏振测量表明,早期宇宙暴胀产生的随机引力波背景具有惊人的大振幅。这些张量扰动的功率谱可以通过进一步测量较小尺度的微波背景偏振来探测,也可以直接通过空间干涉测量来探测。我们表明,足够灵敏的高分辨率的B模式测量最终将有能力测试膨胀的一致性关系的振幅和频谱的张量扰动,确认其膨胀的起源。此外,张量谱的精确B模式测量将预测太阳系尺度上的张量振幅,对于精确的幂律张量谱,准确度为20%,因此直接检测将测量张量谱指数的运行,以达到高精度。
2014-04-15 astro-ph.CO
DBI Galileon inflation in the light of Planck 2015
在这项工作中,我们考虑了一个DBI Galileon(DBIG)暴胀模型,并通过潜在的独立分析,用Planck 2015和BICEP 2/Keck阵列和Planck(BKP)联合分析数据约束其参数空间。我们把注意力集中在暴胀的解决方案,其特点是恒定或变化的声速以及翘曲因子。我们对模型的弦方面施加限制,例如翘曲因子$\left(f\right)$和诱导重力参数$\left(\tilde{m}\right)$。我们研究了模型的参数空间,发现张量标量比可以低到$r\simeq6\times10^{-4}$,暴胀发生在GUT尺度。此外,我们还得到了张量功率谱的倾斜度,并根据BKP+激光干涉引力波天文台(LIGO)的最新结果检验了标准暴胀相容关系$\left(r=-8n_{t}\right)$,发现DBIG暴胀预言了张量功率谱的红谱指数.
2016-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the consistency of warm inflation in the presence of viscosity
本文研究了考虑粘性压力时的温胀解的稳定性。后者是一个非常自然的和物理动机的成分的温暖的通货膨胀,并被视为扩大稳定范围的温暖的通货膨胀。导出了光谱指数参数$n_{s}$、$n_{T}$及其比值。相应的WMAP7数据被用来固定模型的一些参数。详细讨论了两个具体的例子:(i)由$V(ϕ, T) = v_{1}(ϕ)\, + \, v_{2}(T)$给出的电势,以及(ii)$V(ϕ, T) = α\, v_{1}(ϕ) \, v_{2}(T)$形式的电势。在这两种情况下,粘度对所述比率几乎没有影响。
2010-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the scalar consistency relation away from slow roll
众所周知,非高斯参数$f_{_{\rm NL}}$,它经常被用来表征标量双谱的振幅,可以完全表示为压缩极限下的标量谱指数$n_{\rm s}$,一个关系,被称为一致性条件。这种关系,虽然它主要是在缓慢滚动通货膨胀的背景下讨论,实际上是预计将举行任何单场模型的通货膨胀,无论动力学的基础模型,提供通货膨胀发生在吸引子在晚些时候。在这项工作中,我们明确检查的一致性关系的有效性,分析以及数值,远离慢滚。从分析上讲,我们首先得出幂律暴胀的简单情况下的关系。我们还考虑了非平凡的例子Starobinsky模型涉及一个线性势的斜率突然变化(这导致了一个短暂的快速滚动),并建立完全解析的条件。然后,我们在数值上检查的一致性关系的有效性,在三个暴胀模型,导致以下功能的标量功率谱由于偏离慢滚:(i)在大尺度上的急剧切断,(ii)在一个中等范围的尺度振荡的爆发,和(iii)小,但重复,调制扩展到广泛的尺度。值得注意的是,普朗克小组发现,与更标准的幂律原始光谱相比,正是这样的光谱导致了对CMB数据的更好拟合。我们评估的标量双谱任意三角形配置的波数在这些膨胀模型,并明确说明,在压缩极限,一致性条件确实是满足的情况下,即使从慢卷的强烈偏差。
2015-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Refining inflation using non-canonical scalars
本文在具有非正则动力学项的标量场模型的框架内重新考察了暴胀情景。我们获得了封闭形式的解决方案,所有与混沌膨胀相关的基本量,包括慢滚参数,标量和张量功率谱,谱指数,张量标量比等,我们还研究了Hamilton-Jacobi方程,并证明了存在的通货膨胀吸引子。我们的研究结果强调了这样一个事实,即非正则标量可以显着提高通货膨胀模型的可行性。他们通过降低张量与标量的比值,同时增加标量谱指数的值来实现这一点,从而弥补了与规范版本中的宇宙微波背景(CMB)不相容的模型。例如,混沌暴胀势的非正则形式$V(ϕ) \sim λϕ^4$,被发现与观测值$λ$一样大的一致!指数势也可以提供一个合理的适合CMB的观察。本文的一个中心结果是,{ \em陡峭的潜力}(如$V \propto ϕ^{-n}$)通常与暗能量,可以驱动非正则设置的通货膨胀。有趣的是,非规范标量违反了一致性关系$r = -8n_T$,这是对这类模型的{ \em吸烟枪}检验。
2012-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
From WMAP to Planck: Exact reconstruction of 4- and 5-dimensional inflationary potential from high precision CMB measurements
我们做了一个更一般的测定在标准的4-D和5-D单场暴胀的情况下,通过精确重建的动态暴胀的潜力在可观察的通货膨胀与最小数量的假设:计算不假设慢滚近似,是有效的,在所有制度,如果该领域是单调滚动其潜力。利用为5-D单场暴胀模型发展的{ \em Hamilton-Jacobi}形式,通过对精确模方程积分,计算了标量和张量扰动的振幅与尺度的关系.我们分析了在确定通货膨胀后的再加热温度的理论不确定性对通货膨胀的可观察预测的影响,并评估其对标准通货膨胀一致性关系的退化的影响。
2009-10-10 astro-ph.CO
The scalar-scalar-tensor inflationary three-point function in the axion monodromy model
轴子单值模型涉及一个规范的标量场,它由一个叠加调制的线性势支配。在潜在的调制是负责的共振行为,引起持续振荡的标量,并在较小的程度上,在张量功率谱。有趣的是,这样的光谱已经被证明比更传统的、几乎尺度不变的原始功率谱更适合宇宙学数据。模型中的标量双谱也表现出连续的调制,并且已知共振将标量非高斯参数的幅度提高到相当大的值。标量双谱的一个解析表达式已经在较早的时候得到,事实上,它已被用来比较模型与宇宙微波背景各向异性在三点函数涉及标量的水平。在这项工作中,考虑到未来的应用,我们到达一个类似的分析模板的标量-标量-张量互相关。我们还解析地建立了这个三点函数的一致性关系(在压缩极限)。最后,我们总结了所获得的主要结果。
2016-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Consistency relation in power law G-inflation
在基于最小耦合标量场(正则或非正则)的标准暴胀方案中,标量扰动速度的亚光速传播确保了以下一致性关系:$r \leq - 8n_{_T}$,其中$r$是张量与标量之比,$n_{_T}$是张量扰动的谱指数。然而,最近,它已被证明,这种一致性关系可以违反伽利略暴胀模型,即使在超光速传播的标量扰动。因此,研究标量场扰动的亚光速传播是否对G-暴胀模型中的比率$r/|n_{_T}|$施加任何限制是有趣的。本文给出了一类导致幂律暴胀的G-暴胀模型的相容关系。在这类模型中,可以根据模型参数使用$r > - 8n_{_T}$或$r \leq - 8n_{_T}$。然而,标量场扰动速度的亚光速传播,正如因果关系所要求的那样,限制了$r \leq -(32/3)\,n_{_T}$。
2014-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Suyama-Yamaguchi consistency relation in the presence of vector fields
我们考虑暴胀模型,其中向量场是负责部分或最终所有的原始曲率扰动。这种模型在现象学上是有趣的,因为它们自然地在原始波动的概率分布函数中引入了各向异性,这些波动可以在宇宙微波背景中留下可测量的印记。假设超视界演化产生了非高斯性,我们利用δN形式对非高斯性参数f_{NL}和τ {NL}在向量场存在下进行了树级计算.我们分离出非高斯参数的各向同性部分,它们无论如何都有向量场的贡献,并证明它们服从Suyama-Yamaguchi相容关系τ^{iso}_{NL}>=(6/5 f ^{iso}_{NL})^2。定义的非高斯参数,这可能是观测相关的其他方式,陈述和各自的Suyama-Yamaguchi一致性关系。
2013-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing single-field inflation: predictions, constraints, and theoretical viewpoints
Walailak University(瓦莱拉大学);University of Tashkent for Applied Sciences(塔什干应用科学大学);Urgench State University(乌尔根奇国立大学)
本文探讨了单场膨胀模型中耦合项对膨胀参数的影响,发现其能提高与观测限制的一致性。
2025-03-18 astro-ph.CO gr-qc
Primordial gravitational waves in DHOST inflation
本文研究了具有移位对称性的DHOST暴胀模型,发现其对单场暴胀一致性关系的强烈违反及平坦张量微扰谱,为未来mHz实验探测原初引力波提供了可能。
2025-05-29 astro-ph.CO gr-qc
Fractional chaotic inflation in the lights of PLANCK and BICEP2
根据目前BICEP 2观测和普朗克卫星的结果,我们发现简单的单场混沌暴胀模型与它们的谱指数n_s和大的张量标量比r(0.15 <r <0.26)有很好的一致性。为了探索其他简单模型,我们考虑了V_0 φ ^(a/b)形式的分数混沌暴胀势,其中a和b互质。我们证明了这种暴胀子势可以在具有广义位移对称性和a/b < 4的自然界的超引力框架中优雅地实现。特别是对于e-折叠数从50到60,a/b从2到3的情况,我们的预测在r-n_s平面上至少在1个$σ$区域内。我们还系统地研究了这种分数阶指数的混沌暴胀模型,探讨了谱指数(α ns)的运行幅度在简单模型之外得到增强的可能性。
2014-10-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Consistency Relation and Non-Gaussianity in a Galileon Inflation
我们根据普朗克2015年的观测数据研究了一个特殊的伽利略暴胀,以约束模型参数空间。我们研究了密度微扰的原始模式的频谱,通过扩展的作用到第二阶微扰。然后我们将作用量展开到三阶,求出三点关联函数,从而求出这种情况下原始扰动的非高斯性的振幅。我们研究了在等边和正交配置的非高斯性的振幅和测试模型与最近的观测数据。我们的分析表明,对于某些范围内的非最小耦合参数,该模型是与观察一致的,它也有可能有很大的非高斯性,这将是可观察到的未来的改进实验。此外,我们获得了张量功率谱的倾斜,并测试了标准的暴胀一致性关系($r=-8n_T$)对普朗克2015数据集的最新边界。我们发现,在这个设置的标准一致性关系略有偏差。然而,这种偏差似乎还不够显著,无法有把握地检测到。
2016-11-27 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the Break of Spatial Diffeomorphism Invariance with Planck Data
目前最被接受的早期宇宙学的范式,暴胀的情况下,显示出良好的协议与最近的宇宙微波背景(CMB)和偏振数据。然而,当暴胀相容性关系放松时,这些观测数据排除了更大范围的红色张量倾斜值,占主导地位的是最小暴胀模型所预测不到的蓝色张量。最近,它已被证明,假设的空间同胚不变性破缺(SDB)的背景下的有效场论的暴胀导致有趣的观测结果。其中,产生蓝色张量谱的可能性,它可以恢复弦气体宇宙学的特定一致性关系,对于一定的参数选择。我们使用最新的CMB数据来约束SDB模型,并通过贝叶斯分析来测试其观测可行性,假设作为参考的扩展LCDM+张量扰动模型,它考虑了幂律张量谱参数化的张量-标量比,r,和张量谱指数,n_t。当引入暴胀相容关系r =-8nt时,我们得到了支持参考模型的强证据,而当放松暴胀相容关系r =-8nt时,我们得到了支持超同态破缺模型的弱证据,并利用相同的CMB数据对SDB模型、标准暴胀和弦气体宇宙学进行了观测比较.
2017-05-04 astro-ph.CO