Isotropic Observers and the Inflationary Backreaction Problem
在一个由自由大质量暴胀子驱动的暴胀体制中,我们在一个真正的规范不变的方法内推导出由于长波长标量涨落对有效哈勃因子和状态方程的反作用效应,相对于一类观察者,它看到了一个非均匀和各向同性的宇宙。我们发现,对于这种所谓的各向同性的观察员,相反的自由落体观察员定义的观测量发生的情况下,有一个效果,以领先的顺序在慢滚参数的方向减慢测量的膨胀率,并有一个有效的状态方程少德西特喜欢。从一般的角度来看,各向同性的观察者的结果被认为是补充其他情况下(观察者)在帮助表征所调查的模型的物理性质。
2012-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Tensor Mode Backreaction During Slow-roll Inflation
本文研究了在空间平坦的Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker背景几何中由单个标量场驱动的慢卷暴胀过程中产生的长波张量模的反作用.研究了宇宙学扰动理论中的有效(平均)膨胀率和二阶状态方程等非定域观测量的影响。标量和张量扰动之间的耦合在二阶诱导新的张量反作用项超出一个已经存在于德西特背景。我们详细分析了与暴胀子场(作为时钟)和自由落体观察员的类观察员共动的影响。在这两种情况下,量子逆反应至少比从德西特背景中简单推断的大$1/ε$(其中$ε$是慢滚参数)。特别地,我们计算了自由质量暴胀子模型的影响,并在这两种情况下获得了$H^4/(m^2 M_{Pl}^2)$量级的背景膨胀率的量子修正。对微扰理论的崩溃问题进行了简短的讨论。
2014-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gauge invariant backreaction in general single field models of inflation
在一般的单场暴胀模型中,我们考虑了长波长标量涨落对一类自由落体观测者观测到的有效膨胀率和物态方程的影响。在以前的工作中,我们表明,对于一个自由的大质量暴胀没有反反应观察到的一些限制。在本文中,我们推广了我们以前的结果的有效性的情况下,一个任意的自相互作用的暴胀势,工作到二阶的宇宙学扰动理论和所有的顺序慢卷近似。对于这些一般的暴胀模型,我们还证明了自由落体观测者与暴胀子场共动观测者的等价性。
2013-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Moduli Backreaction on Inflationary Attractors
我们调查模量动力学和通货膨胀之间的相互作用,专注于KKLT方案和宇宙学$α$吸引子。这些部门之间的一般耦合可以引起显着的反作用,并有可能破坏通货膨胀制度,但是,我们证明,这一般不会发生$α$吸引。根据超势的细节,体积模量可以在整个暴胀过程中保持稳定,也可以在某个点变成快子场,并作为瀑布场,导致暴胀的突然结束。在后一种情况下,标量最终会有一个普适的超对称最小值,从而防止了去密集化的情况。引力子质量与暴胀尺度无关,不需要对参数进行微调。观测预测符合吸引子的普适值,与普朗克数据完全兼容,由于与模量的相互作用,可能会有一个e-折叠的上限。
2016-12-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Brane-Antibrane Backreaction in Axion Monodromy Inflation
我们计算了D5和反D5膜之间的相互作用势,这些膜包裹着遥远但同源的2-圈。相互作用势在分离半径上是对数的,并且在无穷远处不解耦。我们发现,对数反反应是通用的5膜包装遥远,但同源的2-周期,我们认为,这不稳定模型的轴子单值膨胀涉及NS 5膜反膜对在单独的翘曲喉向一个不受控制的区域。
2011-10-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Moduli backreaction and supersymmetry breaking in string-inspired inflation models
我们强调了重场对暴胀超引力模型影响的重要性。我们研究,特别是,在超对称性破缺的存在下,稳定场和几何模量的反作用。即使这些场比暴胀子场重得多,许多效应也不会解耦。我们将我们的结果应用于成功的模型Starobinsky样的通货膨胀和自然通货膨胀。在大多数情况下,产生一个平台的潜力,它证明很难保持平坦的潜力后,考虑到反反应。其中一些与非微扰模镇定不相容。在自然暴胀中,存在着许多完全不受逆反应约束的模型。在这些情况下,来自重场的修正项与未修正的势具有相同的暴胀依赖性,因此即使对于非常大的引力子质量,暴胀也是可能的。
2015-10-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A new mechanism of realizing inflationary universe with recourse to backreaction of quantized free fields -- Inflation without inflaton --
结果表明,早期宇宙的暴胀时代是由于量子化物质场的逆反应效应而实现的。事实上,我们从量子化弗里德曼-罗伯逊-沃克时空中的自由标量场开始,场在质量势的底部以量子力学的方式波动。然后,我们得到的标量场的能量密度的真空期望值作为宇宙的标度因子$a(t)$的函数。把它代入爱因斯坦方程,就建立了一个自洽的方程,在这个方程中,物质场决定了宇宙的时间演化。我们通过设置一些条件来求解这个方程,得到如下解:宇宙以e-折叠数$\gtrsim 60$膨胀,然后以哈勃参数$H(t)$减小并迅速趋于零的方式收缩。
2014-10-31 gr-qc hep-th
Stability in Axion Inflation with Strong Backreaction from a Massive Vector Boson
University of Massachusetts Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校)
研究具有大质量矢量玻色子强反作用的轴子暴胀模型,通过修正传统模型,发现大质量规范场可使向强反作用阶段的转变平稳,避免不稳定性,为现象学上可行的暴胀实现提供可能。
2026-07-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion inflation in the regime of homogeneous backreaction
本文在均匀反作用近似下微扰计算轴子暴胀中的梯度能,证明可获得可探测SGWB且不破坏该近似。
2025-10-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion inflation entails a coupling of the inflaton field to gauge fields through the Chern-Simons term. This results in a strong gauge field production during inflation, which backreacts on the inflaton equation of motion. Here we show that this strongly non-linear system generically experiences a resonant enhancement of the gauge field production, resulting in oscillatory features in the inflaton velocity as well as in the gauge field spectrum. The gauge fields source a strongly enhanced scalar power spectrum at small scales, exceeding previous estimates. For appropriate parameter choices, th…
2020-08-12 astro-ph.CO hep-th
Production and Backreaction of Fermions from Axion-$SU(2)$ Gauge Fields during Inflation
在暴胀过程中,$SU(2)$规范场和轴子可以具有稳定的、各向同性的和均匀的组态。然而,耦合到其他物质物种导致粒子的生产,这反过来又会引起反反应和不稳定的非阿贝尔和轴子背景。本文首先研究了$SU(2)$规范场与有质量狄拉克偶线耦合的粒子产生。为了进行这种计算,与文献中所做的相比,我们进行了两项技术改进。首先,我们应用算子的反对称化来平等地处理粒子和反粒子,其次,我们应用瞬时减法来处理UV发散。我们发现,产生的费米子的反反应的$SU(2)$背景是可以忽略的观测利益的模型参数。接下来,我们考虑由于与轴子耦合而产生的费米子。在规范场和轴子上的树级反作用都非常小。我们还提供了一个估计的环路效应。
2020-04-21 astro-ph.CO hep-th
Backreaction of axion-SU(2) dynamics during inflation
本研究通过数值计算发现暴胀期间轴子-SU(2)动力学的反作用会使旁观者色自然暴胀吸引子失稳,得到新的动力学吸引子解,其会改变模型参数空间并产生可探测的原初引力波振荡特征。
2024-06-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The backreaction effect of the sound speed resonance in DBI inflation
本文研究了DBI暴胀中声速共振机制增强的小尺度标量扰动对背景及曲率扰动的反反应效应,发现该效应对哈勃参数和慢滚参数的相对修正极小,仅轻微降低曲率功率谱共振峰,且几乎不影响原初黑洞的形成。
2023-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
We compute the graviton one-loop correction to the expectation value of the local expansion rate in slow-roll inflation, with both slow-roll parameters finite. The calculation is based on a recent method to explicitly construct gauge-invariant observables in perturbative quantum gravity at all orders in perturbation theory, and it is particularly suited in cases of highly-symmetrical space-time backgrounds. Our analysis adds to recent calculations of that correction in de Sitter space-time and in single-field inflation with constant deceleration. In the former case a vanishing one-loop correct…
2021-06-03 gr-qc hep-th
Spinodal Backreaction During Inflation and Initial Conditions
我们研究了长波长暴胀涨落如何导致背景场偏离经典动力学。对于一般的潜力,我们表明,在哈特里近似,长波长的动力学可以封装在一个有效的潜在的两个领域的模型。后者是由一个简单的高斯积分变换的原始暴胀潜力。我们使用这个新的表达式来研究二次,山顶,扁平,和轴子单值电位的反反应效应。我们发现,改变动力学的净结果是稍微修改频谱倾斜,大幅降低张量-标量比,并有效地平滑任何功能的潜力,与这些偏差的大小设置的初始值的功率在大尺度模式和形状的潜力在整个演变。
2015-04-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Production and Backreaction of Spin-2 Particles of $SU(2)$ Gauge Field during Inflation
具有各向同性背景的原始SU(2)规范场在暴胀过程中会产生自旋为2的粒子。我们提供了一个统一的形式来计算所有的膨胀模型与各向同性SU(2)规范场,如规范膨胀和色自然膨胀与和没有旁观者轴子场或质量的规范场从希格斯机制。首先,我们计算了自旋为2的粒子的数目和能量密度。然后,我们得到了精确的解析公式,它们的反作用的背景运动方程的SU(2)和轴子场在(准)deSitter展开,这是只计算了一个特定的模型在文献中。我们发现,逆反应是直接相关的自旋2场的数密度。其次,我们将自旋为2的粒子数密度与它们所激发的引力波的功率谱和能量密度联系起来。最后,我们使用反作用的大小来约束模型的参数空间。我们发现,张量-标量比的源引力波可以在最多的真空贡献的顺序,以避免大的反作用慢滚动力学的规范和轴子场在准德西特展开。
2019-04-01 gr-qc hep-ph hep-th
Cosmological Backreaction for a Test Field Observer in a Chaotic Inflationary Model
在非均匀宇宙中,与特定物质场相关联的观察者不一定测量到与均匀和各向同性宇宙中的观察者相同的宇宙演化。在这里,我们认为,在一个混乱的暴胀背景模型的背景下,一类与“时钟场”,我们使用一个光测试场的观察员。我们计算的有效膨胀率和流体状态方程的规范不变的方式,考虑到量子涨落的长波长模式,并工作到二阶微扰理论和慢滚近似。我们发现,有效的膨胀率小于在没有波动的情况下测量的膨胀率。在随机的方法,我们研究的界限,我们的近似是一致的。
2013-01-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pure Chromo-Natural Inflation: Signatures of Particle Production from Weak to Strong Backreaction
本文研究纯自然暴胀模型与SU(2)规范场耦合,揭示从弱到强反作用转变,产生丰富引力波峰和原初黑洞,为未来探测器提供目标。
2025-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
We perform an analytical study of the stability of the background solution of the model in which an inflaton, through an axionic coupling to a $U(1)$ gauge field, causes an amplification of the gauge field modes that strongly backreact on its dynamics. To this goal, we study the evolution of the gauge field modes coupled to the inflaton zero mode, treating perturbatively the deviation of the inflaton velocity from its mean-field value. As long as the system is in the strong backreaction regime we find that the inflaton velocity performs oscillations of increasing amplitude about the value it w…
2022-09-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Tuning and Backreaction in F-term Axion Monodromy Inflation
我们继续发展的轴子monodromy通货膨胀,特别是侧重于复杂的结构模量的反作用。在我们的设置中,移位对称性来自基础IIB型orientifold或F-理论fourfold的部分大型复杂结构极限。超势中的暴胀子项的系数必须调小,以避免与Kahler模量稳定化发生冲突。为了允许这样的调谐,该系数必然取决于进一步的复杂结构模量。当暴胀子场的值很大时,这些模量就有反作用太强的危险。为了避免这种情况,进一步的调整是必要的。在弱耦合的IIB型理论中的orientifold点,实现这些调谐似乎是困难的,如果不是不可能的。然而,具有可动D 7-膜的四重或模型提供了足够的结构自由度。我们计算由此产生的暴胀子的潜力和研究的可行性的整体调整给定的有限的自由度的通量景观。我们的初步研究表明,即使施加所有的调谐条件,剩余的通量真空的选择仍然可以足够大,这样的模型提供了一个有希望的路径,大场膨胀的弦论。
2015-08-11 astro-ph.CO hep-th
The onset of the strong backreaction regime in axion inflation, an analytical study
University of Massachusetts, Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校)
本文通过分析研究,首次给出轴子暴胀中强反作用 regime onset 的分析公式,证实了强反作用稳定区域的存在,可研究系统在弱、强反作用 regime 间过渡的演化。
2026-10-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation, the scale of supersymmetry breaking, and moduli stabilization
本文在$\mathcal N = 1$超引力理论框架下讨论了暴胀过程中重标量场的作用。这种重标量可以是弦紧化的几何模,也可以是来自理论不同部分的稳定子场。即使这些场在暴胀期间比哈勃尺度更重,它们通常也会引起改变系统动力学的反反应。当重场打破超对称性时,可能会出现严重的问题,这对凯勒模量来说是非常普遍的。我们用两个例子来说明这些效应,混沌膨胀和Starobinsky样膨胀。在混沌暴胀中,重凯勒模量的反作用导致二次势的平坦化。然而,在许多类似斯塔宾斯基暴胀的情况下,逆反应破坏了平台的平坦性。
2015-11-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Lattice simulations of axion-U(1) inflation: gravitational waves, magnetic fields, and scalar statistics
通过晶格模拟研究轴子-U(1)暴胀,发现暴胀期间反作用可放宽引力波对耦合强度的约束,轴子涨落趋向高斯分布,且产生的磁场强度与观测下限相符。
2025-04-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stochastic dark energy from inflationary quantum fluctuations
我们研究了一个非常轻的,非最小耦合旁观者标量的暴胀波动的量子反反应,并表明它是一个可行的候选人暗能量。这个问题是通过适当地适应随机通货膨胀的形式主义。这使我们能够自洽地解释宇宙背景膨胀率的反作用,在那里它的影响很大。这个框架等价于半经典引力,其中物质真空涨落包含在单圈水平,但忽略了纯粹的量子引力涨落。我们的研究结果表明,在我们的模型中的暗能量的特点是一个独特的有效状态方程参数(作为红移的函数),允许测试的模型在背景的水平。
2018-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ultra-Slow-Roll Inflation on the Lattice I: Backreaction and Nonlinear Effects
本研究通过格点模拟发现超慢滚暴胀中的非线性效应显著影响曲率扰动,提出了模拟量与树级量的普适关系,证明需超越微扰理论以稳健预测原初黑洞和引力波。
2025-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Towards an explicit model of large field inflation
在IIB型通量紧致化中研究了解旋膨胀机制,其中所有模量都是使用通量、非微扰效应和大体积场景的领先α修正来稳定的。我们认为反D3膜的存在以及Kaehler模量上的膨胀的反作用的几何上的反作用,并计算由此产生的修正慢滚潜力。通过采用大通量数,我们能够找到反反应效应受到控制的暴胀时期,暴胀子穿过超普朗克场范围,并且由此产生的标量扰动幅度与观测一致。
2017-12-12 hep-th
Spinflation with backreaction
我们研究膜膨胀通量紧致在非线性水平上,解决D3-膜的DBI运动方程,包括从D3-D 7膜势和扰动的翘曲因子的反作用。我们首先数值计算的Kaehler模的精确函数形式有效的整个超重力背景,并获得沿径向和谐波方向的两个领域的潜力。我们发现,一个有效的微扰膨胀的整个超重力背景下的Kaehler模量集成了DBI膨胀的层次结构,确定紧化参数不同于那些典型的慢滚模型。我们的数值结果表明,DBI暴胀解决方案是相当强大的对这些非线性修正。
2012-12-23 hep-th
Validity of the semiclassical approximation during the preheating phase of chaotic inflation
半经典近似经常被用来描述粒子产生的初始阶段,通常被称为预热,这发生在暴胀时期之后的混沌暴胀模型中。在这个阶段,产生的粒子对暴胀子场的反反应效应是显著的,人们可能会担心半经典近似的有效性,即使如果暴胀子场耦合到大量的量子场,大的反反应效应是允许的。在这种情况下,半经典近似的有效性的标准,并解决这个标准是否满足预热过程中的问题。
2012-11-01 gr-qc hep-th
Unveiling the nonlinear dynamics of a rolling axion during inflation
本文通过首次格点模拟,揭示了暴胀期间滚动轴子与规范场的非线性动力学,发现强反作用抑制规范场增长和标量扰动,但非高斯性仍高于最小模型,为引力波和宇宙结构观测提供了预测。
2025-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion inflation in the strong-backreaction regime: decay of the Anber-Sorbo solution
本文首次直接从强反作用机制出发数值研究轴子暴胀的 Anber-Sorbo 解,结合线性微扰、梯度展开及其线性化版本和逐模分析等多种方法,证明该解不稳定且无吸引域。
2023-11-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Nonlinear physics of axion inflation
Institute for Theoretical Physics, University of Münster(明斯特大学理论物理研究所);Physics Faculty, Taras Shevchenko National University of Kyiv(基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学物理系);Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo(东京大学 Kavli 宇宙起源与结构宇宙学前沿研究中心)
研究轴子膨胀中强反作用下的非线性行为,发现稳定反作用区域及超临界霍普夫分岔等现象。
2026-03-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gauge Backreaction in Standard Model Warm Inflation
ICTP, International Centre for Theoretical Physics(国际理论物理中心);University of Sussex(萨塞克斯大学)
该研究证明标准模型暖暴胀中规范螺旋度响应不能简化为摩擦系数,需动力学处理;反作用主要间接降低耗散比,并指出当前预言限于局部高斯输运闭合框架。
2026-09-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Preheating and locked inflation: an analytic approach towards parametric resonance
我们对参量共振的框架进行了分析,并将其应用于预热和锁定暴胀。一个双标量玩具模型解析求解的λ ^2χ^2耦合的均匀模式。考虑了动力学宇宙背景和反作用的影响。我们表明,参数共振的平均效应是χ的振幅加倍的每一个周期的π。我们的框架部分解决了预热的情况下,显示两个不同的预热阶段,并使预热的参数分析计算。它被证明为慢卷膨胀模型,预热终止,如果通过反反应,通常在第5个e-折叠。在我们的框架下,一个可能的不均匀性放大效应也被发现在预热期间,这既可能对一些暴胀模型构成强约束,也可能放大微小的现有不均匀性到所需的规模。为了证明,我们证明了它排除了质量为m \sim 10^{-6}的二次慢卷暴胀模型的预热反反应端。对于锁定的通货膨胀,参数共振被发现被抑制,如果有一个以上的实部。
2011-12-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
We revisit the mechanism of primordial magnetogenesis during inflation by taking into account the dynamics of the stochastic noises of the electromagnetic perturbations. We obtain the associated Langevin and Fokker-Planck equations for the electromagnetic fields and solve them analytically. It is shown that while the backreactions of the electric field energy density may spoil inflation too early, but there are regions of parameter space where the usual decaying behavior of the magnetic fields are replaced by a mean-reverting process of stochastic dynamics. As a result, the magnetic fields set…
2020-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Higgs-otic Inflation and Moduli Stabilization
研究了IIB型定向折叠背景下Higgs暴胀中的闭弦模稳定化。在这种设置中,大场暴胀是由可移动的D 7-膜的真空能量驱动的。假想自对偶(ISD)的三种形式的通量在背景源的$μ$ -长期和必要的monodromy大字段的偏移,而假想的反自对偶(IASD)的三种形式的通量来源于非微扰贡献的超势所需的模量稳定。我们详细分析了膨胀子势的Kähler模量稳定化和反作用。在最近的文献中,我们发现,整合出重Kähler模量导致暴胀子势的受控平坦化。我们量化的通量调谐必要的稳定性,即使在大领域的通货膨胀。此外,我们还研究了超对称稳定的复结构模的反作用和在暴胀子的Kähler度规中的轴对称性。与以前的研究结果相反,这种反作用可以被推到很远的领域空间,如果类似的流量调整在凯勒部门是可能的。这允许一个足够大的跨普朗克场范围来支持暴胀。
2017-02-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Conservation of superhorizon curvature perturbations at one loop: Backreaction in the in-in formalism and Renormalization
本文在含短暂非慢滚期的单场暴胀模型中,用空间平直规范和 in-in 形式体系计算反作用,并通过抵消项重整化紫外发散,证明一圈阶超视界曲率扰动守恒。
2025-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Backreaction on the luminosity-redshift relation from gauge invariant light-cone averaging
使用最近提出的规范不变的制定光锥平均,再加上适应“测地线光锥”坐标,我们展示了如何“诱导反反应”的效果出现,在一般情况下,从相关的波动的光度距离和协变积分措施。考虑到一个现实的随机频谱的原始(暴胀)起源的不均匀性,我们发现,无论是在亮度红移关系和色散诱导的反反应是大于天真的预期。另一方面,前者,至少在线性微扰区域的主导阶,不能解释在大红移下观测到的暗能量效应。一个完整的二阶计算,或甚至更好的可靠估计的贡献,从非线性制度,似乎是必要的,然后才能得出确切的结论,正确解释的数据。
2012-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Black hole remnants may exist if Starobinsky inflation occurred
研究了半经典反反应方程的零温度黑洞解。证据表明,某些组件的应力能量张量的自由量子场在地平线上只依赖于当地的几何形状附近的地平线。这使得半经典的反反应方程可以在视界附近求解。结果表明,如果引力拉格朗日量中的高阶导数项的系数足够大,且具有Starobinsky暴胀的正确符号,则方程的宏观不带电零温黑洞解可能存在.
2019-01-26 gr-qc hep-th
Cosmological backreaction of a quantized massless scalar field
研究了宇宙学中量子化的最小耦合无质量标量场的反反应问题。本文利用视界下模的演化和超视界模的冻结这一事实,近似计算了一般Friedmann-Robertson-Walker背景下的正则化应力能量张量.验证了真空能量密度服从一个新的一阶微分方程,该方程依赖于一阶无因次参数,该参数校准了超视界/超视界的划分。我们通过计算固定背景下相应的真空能量密度来检验近似的有效性,这些结果与de Sitter空间和幂律展开时空中的已知结果一致.然后,我们将我们的研究结果应用于慢卷通货膨胀模型。虽然在近指数膨胀期间发现逆反应效应可以忽略不计,但在此期间产生的真空能量密度在后期阶段可能很重要,因为它比辐射或尘埃下降得更慢。
2011-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
We examine the validity of the classical approximation of the waterfall phase transition in hybrid inflation from an effective field theory (EFT) point of view. The EFT is constructed by integrating out the waterfall field fluctuations, up to one-loop order in the perturbative expansion. Assuming slow-roll conditions are obeyed, right after the onset of the waterfall phase, we find the backreaction of the waterfall field fluctuations to the evolution of the system can be dominant. In this case the classical approximation is completely spoiled. We derive the necessary constraint that ensures th…
2022-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbations and non-Gaussianities in three-form inflationary magnetogenesis
我们重新考虑的背景下,三种形式的通货膨胀的磁,其逆反应。特别是,我们专注于一阶微扰理论在通货膨胀和随后的辐射时代:我们讨论的微扰方法的一致性,并阐述了可能的非高斯签名的模型。
2012-07-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Simple exercises to flatten your potential
我们展示了暴胀子势能对重标量场的反作用如何使暴胀势能变平,因为重场调整到它们最有利的能量配置。这种机制在以前的UV-完整的例子轴子单值膨胀-扁平的二次潜在的一个线性的暴胀场-但更普遍地发生,我们说明了几个例子的效果。特殊选择的紧致化最小化的反作用可能实现混沌膨胀与二次潜力,但我们认为,一个平坦的潜力,如幂律膨胀$V(ϕ) \propto ϕ^p$与$p<2$是一个更通用的选择,在足够大的值$ϕ$。
2011-01-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gauge Field Production in Axion Inflation: Consequences for Monodromy, non-Gaussianity in the CMB, and Gravitational Waves at Interferometers
基于轴子的暴胀模型,其受欢迎程度归功于对UV校正的鲁棒性,也具有非常独特的签名类别。轴子的相关相互作用是对势的非微扰振荡贡献和对规范场的移位对称耦合。我们通过基于in-in形式主义的统一研究,回顾了这些耦合如何影响宇宙学扰动。然后我们注意到,当暴胀子与规范场的耦合足够高,导致有趣的观测结果时,在暴胀的最后阶段,产生的规范量子对暴胀子动力学的反作用变得相关,并将其持续时间延长约10个e折叠。我们扩展了现有的结果重力波生产在这些模型中,占这个后期的通货膨胀阶段。强的反作用相位导致干涉仪尺度上的重力波信号的增强。因此,在这种模型中,在最自然的膨胀持续时间内,在Advanced LIGO/VIRGO上可能可以观察到信号。最后,我们明确地计算在弦论建设的轴子monodromy膨胀的规范场的轴子耦合,并确定它们可以触发有趣的现象学效应的情况下。
2011-10-14 astro-ph.CO hep-th
D-brane Potentials in the Warped Resolved Conifold and Natural Inflation
本文从弦论出发,得到了一个具有普朗克衰变常数的自然暴胀模型。我们研究了在Calabi-Yau流形上的IIB型弦紧化的翘曲解析锥状(WRC)喉道近似的背景下的D-膜动力学。当我们把喉道粘到一个紧凑的卡-丘体上时,我们产生了一个D-膜势,它是拉普拉斯方程在解析锥上的一个解。我们可以精确地解出这个方程,包括对角坐标的依赖。这些解一直到解析圆锥体的尖端都是有效的,但对于更常用的变形圆锥体来说,情况并非如此。这使我们能够利用翘曲的影响,这是最强的尖端。我们使用WRC中的D5-膜的角坐标在尖端附近膨胀,该角坐标具有离散移位对称性,并且感觉到余弦势,这给了我们一个自然膨胀模型,从中可以得到普朗克衰变常数,同时保持对反反应的控制。这是因为包裹膜的衰变常数包含了扭曲因子的幂,因此可以变大,而包裹参数可以保持足够小,以便控制反反应。
2015-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
One-loop quantum gravitational backreaction on the local Hubble rate
我们确定修正哈勃率由于引力子环在宇宙学背景的恒定减速参数的时空。修正是规范不变的,基于最近提出的所有阶规范不变观测量的微扰量子引力。我们发现明确的表达的情况下,物质和辐射占主导地位的时代和慢卷通货膨胀与消失的第二慢卷参数。有趣的是,在后一种情况下,修正可以用量子修正的第一慢滚参数来描述,这使得时空更接近德西特空间。
2019-04-12 gr-qc hep-th
Backreaction and the Parametric Resonance of Cosmological Fluctuations
本文研究了一类双场暴胀宇宙模型λ <$^4/4 + g^2χ ^2 <$^2/2,在这类模型中,再加热初始阶段的参数共振会导致宇宙学涨落的振幅呈指数放大.采用分析参数和数值模拟,我们确定的时间在背景场上的波动的反作用关闭的指数增长,利用哈特里近似,并包括标量度量扰动。对于g^2/λ=2的情况,我们发现,除非暴胀持续时间很长,否则预热后的涨落幅度将超过观测上界,而与λ的值无关。当g^2/λ>=8时,宇宙学涨落是可以接受的小。我们还发现,χ场自相互作用的加入可以限制涨落的增长,并且在负耦合的情况下,系统可以有效地变为单场,消除共振。
2000-07-20 astro-ph gr-qc hep-ph
Quantum corrections during inflation and conservation of adiabatic perturbations
研究了量子修正打破单场暴胀中超视界绝热微扰守恒的可能性。我考虑了哈密顿形式中无质量物质场的最低阶修正。因此,特别强调的是重正化。反项与拉格朗日形式主义中的相同。蝌蚪的重整化值为零。我发现一个可能的长期依赖的功率谱在一个循环由于跟踪异常,但这个结果取决于近似的模式,是不确定的。被量子修正破坏的对称性是伸缩不变性。对逆反应问题的观点进行了简要讨论。
2009-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A numerical study of pseudoscalar inflation with an axion-gauge field coupling
通过数值求解从暴胀开始到再加热结束的暴胀子和光子模函数的耦合运动微分方程,对具有类轴子-光子耦合的赝标暴胀进行了数值研究.由于粒子产生的逆反应也包括自洽。我们发现,这个特殊的膨胀模型实现了一个温暖的膨胀,其中一个稳定的热浴是由粒子的生产。在大多数情况下,这种热浴超过了再加热过程中释放的辐射量。在强耦合区,从暴胀到辐射主导相的转变不涉及预热或再加热过程。此外,在暴胀接近尾声时产生的能量密度峰值可能会导致原生黑洞的形成。
2016-01-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Hybrid inflation along waterfall trajectories
我们确定了一个新的通货膨胀制度,其中超过60个电子折叠产生经典的瀑布阶段发生后,通常的混合通货膨胀。通过执行一个baidom的Monte-Carlo-Markov-Chain分析,这种情况下发生在模型的参数空间的很大一部分。当这种情况发生时,可观测的扰动模式在瀑布膨胀期间离开哈勃半径。绝热扰动的功率谱是红色的,可能与CMB约束一致。一个特别的注意力已经给予研究的量子反反应不影响经典动力学的区域。预热和拓扑缺陷在我们的宇宙中的情况下的影响进行了讨论。
2011-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Does the detection of primordial gravitational waves exclude low energy inflation?
我们发现,一个可检测的张量标量比$(r\ge 10^{-3})$的CMB规模上可以产生,即使在极低的能量膨胀饱和的BBN绑定$ρ_{\rm inf}\approx (30 {\rm MeV})^4$。引力波的源不是引力子的量子涨落,而是由耦合轴子场支持的$SU(2)$规范场的量子涨落。仔细检查了曲率扰动、反反应效应和微扰处理的有效性。我们的结果表明,单独测量$r$并不能立即确定暴胀的能量尺度。
2017-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Geometrical Destabilisation of Ultra-Light Axions in String Inflation
我们对纤维膨胀的多场演化进行了详细的分析和数值分析,结果表明,无论模型的微观实现如何,两个超轻轴子之一的质量平方在膨胀过程中总是为负。这意味着相应的等曲率扰动经历了一个潜在的几何不稳定,这似乎使系统远离扰动制度。因此,我们的结论是,只有通过非微扰分析,快子等曲率扰动的反作用被适当地考虑在内,才能充分了解纤维膨胀的膨胀演变。
2019-03-04 astro-ph.CO hep-th
Magnetogenesis from axion-SU(2) inflation
提出将SCNI非阿贝尔部分等同于标准模型SU(2)_L的暴胀磁产生新机制,在强反作用下生成超视界规范场并经电弱相变转化为磁场,可解释遥远耀变体高能γ射线谱所需的星系际磁场。
2024-11-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Flattened Axion Monodromy Beyond Two Derivatives
我们研究了在相互作用的重模存在下基于轴子单值性的大场暴胀的弦激发双场模型。这类模型有足够的结构来近似完整弦论中已知的至少部分逆反应效应,例如与轴子的动力学混合,以及标量势的平坦化。然而,它是足够简单,以充分描述的结构较高的点曲率扰动相互作用驱动的调整模量的反作用动力学。我们发现,重模量的存在可以通过两个等效的有效场论,这两个理论都可以纳入减少的声速。因此,在轴子单值暴胀结构中存在较重的模量必然会产生一定量的非高斯性,伴随着$n_s$和$r$的变化,而不仅仅是由众所周知的绝热扁平反反应产生的变化。
2019-09-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Towards the Theory of Reheating After Inflation
暴胀后的再加热是由于振荡暴胀子场产生粒子而发生的。在本文中,我们描述的微扰方法再加热,然后集中在影响超出微扰理论。它们与称为预热的参数共振阶段有关。如果暴胀子场的初始振幅足够大,它可能发生在膨胀的宇宙中。我们研究了一个简单的大质量暴胀子场与另一个标量场X的耦合模型。该模型的参数共振范围很广。它以一种非常不寻常的随机方式发生,这与忽略宇宙膨胀时的参量共振不同。与振荡暴胀子场相互作用的量子场经历了一系列的反冲,这些反冲发生在彼此不相关的相位上。我们称这个过程为随机共振。我们发展的预热理论考虑到宇宙的膨胀和产生的粒子的逆反应,包括再散射的影响。预热过程可以分为几个不同的阶段。在第一阶段,产生的粒子的反反应并不重要。在第二阶段,反反应增加了暴胀子场的振荡频率,这使得该过程比以前更有效。然后,与X粒子的散射相关的效应终止共振。我们计算了X粒子的密度和它们的量子涨落,并考虑了所有的反反应效应。这使我们能够找到质量和耦合常数的范围,其中一个有效的预热。特别是,在某些条件下,这个过程可能会产生质量比暴胀子场的质量大得多的粒子。
1997-08-13 astro-ph gr-qc hep-ph