Axions, Inflation and the Anthropic Principle
QCD轴子是强CP问题的主要解决方案，是暗物质的候选者，也是弦论紧化的可能结果。然而，对于在暴胀之前产生的轴子，$f_a \gtrsim 10^{12}$ GeV的破缺尺度（这在弦理论轴子模型中是有利的）被宇宙学约束排除了，除非轴子失准角$θ_0$和暴胀哈勃尺度$H_I$都被非常精细地调整。我们表明，试图容纳一个高$f_a$轴子在暴胀宇宙学导致的微调问题，比强CP问题的轴子最初发明解决。我们还表明，这个问题仍然没有得到解决的人择选择参数通常适用于高$f_a$轴子的情况。
2009-11-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion monodromy inflation with sinusoidal corrections
我们研究了非微扰正弦项下的轴子单值暴胀。势形式是自然暴胀势和轴子单值暴胀势的混合。正弦项在势中是次主导的，但对在膨胀期间产生的所得波动留下显著影响。在我们的模型中可以得到更大的张量标量比。我们研究了两种情景，单一通货膨胀情景和双重通货膨胀情景。在第一种情况下，具有足够数量的e折叠的轴子单值暴胀产生约为$0.1 - 0.15$的较大的张量标量比，但也产生微小的谱指数。在第二种情况下的双重通货膨胀，轴子单值通货膨胀是它的第一阶段，我们假设另一个通货膨胀如下。在这种情况下，我们的模型可以实现一个更大的张量标量比和一个大的负运行的谱指数同时。
2014-11-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial black holes and associated gravitational waves in axion monodromy inflation
在轴子单值暴胀中，暴胀是由具有超普朗克场值的轴子在叠加正弦调制的单值势中驱动的。轴子与无质量规范场的耦合可以在暴胀过程中诱导大量的粒子产生，导致大的非高斯曲率扰动，导致原始黑洞的形成。在本文中，我们探讨的轴子单值暴胀模型，有利于形成原始黑洞的质量范围从$10^8$克到$20$太阳质量的参数空间。我们还研究了相关的引力波及其在脉冲星定时阵列和干涉测量实验中的探测。
2018-11-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Aligned Natural Inflation: Monodromies of two Axions
自然（轴子）暴胀可以容纳相当大的原始张量模式，但遭受暴胀子场的trans-Planckian变化的必要性。这个问题可以通过对齐的轴子arXiv：hep-ph/0409138的机制来解决，其中对齐的轴子在其他轴子的电势中螺旋下降。我们详细说明的机制，鉴于最近报道的观察BICEP 2合作arXiv：1403.3985。
2014-08-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
High scale inflation, model-independent string axion, and QCD axion with domain wall number one
最近的BICEP 2结果表明，宇宙曾经经历过大统一尺度能量密度的真空。隐含的高尺度暴胀使公理系统的拓扑缺陷、弦和畴壁的稀释思想无效。特别地，如果存在畴壁数大于1的畴壁问题，则畴壁是灾难性的。我们认为，弦紧化中的模型无关轴子具有反常U（1）规范对称性，用对称性原理自然地解决了畴壁问题。
2014-09-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Poly-instanton axion inflation
本文研究了在II型超弦理论中由多瞬子效应导出的轴子暴胀模型。多瞬子效应是由另一个瞬子修正的瞬子效应，它能产生具有双指数函数的模轴子势。虽然轴子有一个小值周期，但这个势可以有一个平坦的区域，因为它的导数被非微扰效应指数抑制。从宇宙暴胀的观点来看，这种势是有趣的。本文用数值方法研究了实现宇宙暴胀的可能性。我们还研究了它们的光谱指数和其他宇宙学观测值，数值。
2017-05-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
New potentials for string axion inflation
在Calabi-Yau流形上紧化的IIB型超弦理论框架下，提出了一种新的具有复结构模的轴子暴胀。暴胀子被确定为复结构模的轴子，其势源自通过镜像卡-丘流形的周期向量出现的瞬时修正。通过引入瞬变修正和某些三自通量，将轴对称位移分解为离散对称。我们提出的通货膨胀情景与Kähler模量稳定是相容的。本文还研究了复结构模膨胀情况下的典型再加热温度。
2017-05-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Hierarchical Axion Inflation
我们提出了一种新的场论机制，用于从次普朗克衰变常数产生有效的跨普朗克衰变常数。使用最小的两个轴子和两个轴子衰变常数之间的层次结构足以通过非微扰效应实现暴胀，并且具有最小的调谐。暴胀运动完全保持在次普朗克区域内。我们概述了可能的战略嵌入模型中的弦论设置。
2014-07-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Tensor Spectra Templates for Axion-Gauge Fields Dynamics during Inflation
如果$SU(2)$规范场与一个轴子耦合，那么在暴胀过程中，它们可以产生大的引力波，而轴子可以是暴胀子，也可以是旁观者场。产生的张量功率谱$\mathcal{P}_h$的形状取决于轴子势的形式。我们推导出解析表达式，并提供了一般的模板$\mathcal{P}_h$为各种类型的观众轴子潜力。此外，我们探讨了可探测性的振荡功能，这是目前在$\mathcal{P}_h$的情况下，轴子monodromy模型，未来可能的CMB B模式偏振观测。
2019-02-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Towards Universal Axion Inflation and Reheating in String Theory
最近的BICEP 2测量的B-模式表明，在暴胀宇宙学中，一个大的张量标量比，这指向trans-Planckian演化的暴胀子。我们提出了可能的弦理论实现。自然和轴子单值膨胀计划的IIB型大体积方案的框架内。在这两种情况下的暴胀子是由普遍的轴子和它的潜在的F-项产生在subleading阶。我们的模型显示出一个自然的机制，暴胀衰变成主要的标准模型粒子。
2014-06-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stochastic Axion Dark Matter in Axion Landscape
我们研究随机轴子暗物质场景中的轴子景观，其中一个轴子是轻的和稳定的，因此解释了暗物质。如果在势能面上的轴子质量是沿方向曲率的典型值，则势能可以很好地近似为二次质量项。另一方面，如果轴子质量恰好在最小值附近被抑制，则势可以近似为四次势加上抑制的二次势，与二次情况相比，初始角度和轴子丰度可以被显著抑制。我们划定可行的参数区域，考虑到各种观测的限制，并发现，更广泛的范围内的通货膨胀规模是允许的。此外，如果在一定范围内的潜力的曲率被抑制，相干振荡的开始可以延迟。那么，衰变常数小的轴子暗物质是可能的。我们还讨论了在随机轴子情形下实现山顶初始条件的π膨胀机制。
2020-02-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Schwinger effect in axion inflation on a lattice
Nordita（诺尔迪塔）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre（奥斯卡·克莱因中心）；Texas Center for Cosmology and Astroparticle Physics（德州宇宙学与天体粒子物理中心）；Weinberg Institute for Theoretical Physics（温伯格理论物理研究所）；Department of Physics, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校物理系）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；McWilliams Center for Cosmology & Department of Physics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学麦克威廉斯宇宙学中心及物理系）；School of Natural Sciences and Medicine, Ilia State University（伊利亚州立大学自然科学与医学院）
研究通过格点模拟探讨轴子膨胀后非线性演化，发现旋磁对偶产生导致导电性和磁场在强反作用起始时达到普适值，从而抑制高尺度轴子膨胀磁生成作为类星体观测可行解的前景。
2026-04-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
F-term Axion Monodromy Inflation
轴子的连续位移对称性是暴胀模型的几种实现的核心。特别是，轴子单值暴胀的目标是在弦论的背景下实现暴胀子的超普朗克场范围。尽管基本原理很好，但迄今为止构建的明确模型非常复杂。我们提出了一个新的和更好的轴子单值暴胀的情况下，暴胀的潜力来自F-项。我们提出了几种情况下，轴子产生于卡鲁扎-克莱因紧化的高维规范场（或p-形式的潜力）的存在下，通量和/或扭转的同源性。的monodromy对应于背景通量的变化，其F-项的性质表现在域壁之间的通量配置插值的存在。我们的方案导致不同的暴胀子潜力，包括线性大字段的行为，混乱的通货膨胀，以及潜力，甚至更高的权力。它们提供了一套优雅的结构，其性质与最近BICEP 2关于原始引力波的观测数据大致相同。
2014-10-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Towards Axionic Starobinsky-like Inflation in String Theory
结果表明，类Starobinsky势可以在弦论的非几何通量紧致化中实现，其中暴胀子包含一个轴子，轴子的位移对称性可以保护标量势的UV修正.为此目的，我们评估的backreacted，提升F-长期轴子monodromy潜在的，插值之间的二次和Starobinsky的形式。由于有一个控制近似的UV理论和实现单场膨胀的要求的限制进行了讨论。
2015-03-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Warming up cold inflation
轴子是暴胀子的一个很好的候选者，因为它的移位对称性避免了破坏许多单场模型的辐射修正。然而，轴子一般耦合到规范扇区。当轴子在膨胀过程中缓慢滚动时，这种耦合会导致产生一个非稀释的热浴，这种情况被称为“热膨胀”。“这种热浴可以极大地改变通货膨胀动力学和可观察到的预测。在本文中，我们证明了一个热浴可以形成各种各样的初始条件。此外，我们发现，轴子膨胀变得温暖的大范围的耦合，并明确映射的参数空间的两个轴子膨胀势。我们表明，在大区域的参数空间，轴子膨胀模型一旦被假定为安全的“冷”，实际上是温暖的，必须在这种情况下重新评估。
2021-11-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Analytic results in aligned axion inflation
针对原始轴子自然暴胀张标比超实验限制的问题，给出对齐轴子暴胀轨迹的解析解与唯象学表达式，分析其参数尺度与暴胀后演化，指出多场暴胀中多阶段暴胀或更普遍。
2024-09-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axions, strong and weak CP, and KNP inflation
我回顾的想法导致QCD轴子，也评论Jarlskog行列式描述观察到的弱CP破坏，和轴子相关的Kim-Nilles-Peloso通货膨胀。所有这些都使用伪标量，其基本原理是离散的规范对称性，无论是自底向上还是自顶向下的方法。在这里，引力的影响在低能有效理论中是不重要的。弦紧化不受整体对称性的引力破坏，并给出了弦紧化的一些例子。
2015-03-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
QCD axions and axionlike particles in a two-inflation scenario
我们研究了在两个暴胀时代的情况下QCD轴子和类轴子粒子的现象学。特别地，我们描述了QCD轴子场方程在第二次暴胀和再加热后的可能解。我们数值计算了QCD轴子的稀释，并给出了类轴子的解析近似。虽然它已经意识到，这样的情况下，可以稀释的轴子能量密度和开放的参数空间的轴子衰减常数$f_A$，我们发现，即使是一个小的增加相对QCD轴子能量密度是可能的。
2017-12-21 astro-ph.CO hep-ph
Natural Inflation with Natural Trans-Planckian Axion Decay Constant from Anomalous $U(1)_X$
我们提出了一个自然膨胀模型驱动的一个假想的或轴分量的凯勒模量在字符串启发的超引力。在反常的$U(1)_X$对称性下测量了轴子的位移对称性，这导致了依赖于模的Fayet-Iliopoulos（FI）项。物质场由F项稳定，模的实部由$U(1)_X$ D项稳定，而其轴子保持轻。因此，模的实部和虚部的质量在不同的尺度下被分离。自然暴胀的标量势由非微扰效应产生的超势实现。在这个模型中，可以自然地得到与BICEP 2观测相拟合所需的trans-Planckian轴子衰变常数。
2014-07-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Clockwork Axions in Cosmology: Is Chromonatural Inflation Chrononatural?
许多宇宙学模型依赖于轴子与规范场的大耦合。例子包括磁生理论、陡势暴胀理论、手征引力波理论和色性暴胀理论。这样的理论需要在$a F \widetilde{F}$耦合中出现的轴子场范围和质量尺度之间的不匹配。这种不匹配表明了一种潜在的单值性，轴子绕着它的基本周期缠绕了很多次。我们调查的程度，这个整数可以解释为一个较小的整数在UV完成的产品：在我们这个时代的说法，可以理论是“钟表”？我们认为，一个钟表结构产生的基本周期$F_a$的轴子的潜在$μ^4 \cos(\frac{a}{j F_a})$将遵守约束$μ< F_a$。对于某些应用，包括次普朗克场范围的色性暴胀，这个约束阻碍了发条UV完成。大耦合的替代途径包括大电荷场（一种受强耦合限制的方法）或动力学混合（需要更轻的轴子）。我们的研究结果表明，解释理论中的大参数的轴子宇宙学的完善可能会改变模型的唯象预测。
2018-06-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation models with Peccei-Quinn symmetry and axion kinetic misalignment
该研究提出含U(1)PQ对称性的自洽框架，通过引入共形耦合的PQ复标量场、额外希格斯二重态及右手性中微子，解决强CP问题，获得暴胀结束时足够大的初始轴子速度，实现高 reheating 温度且保持PQ对称性不恢复。
2024-11-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On Axion Reheating in the String Landscape
我们证明了不对称再加热出现在具有许多轴子和规范暗扇区的弦紧化的大系综中。这种现象可能有助于避免许多宇宙学问题，如果这些部门被民主地重新加热，可能会出现。给出了两类轴子再热器的耦合分布，这两类轴子对大多数规范扇区的耦合都很小。在一类中，再热耦合的比率以及优选的规范组经常由弦几何中的局部区域确定。
2019-03-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Amnesia in the Axion Misalignment Landscape
Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；İstinye University（伊斯提耶大学）；Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学）；Kanazawa University（金泽大学）
该研究通过格点模拟探究暴胀前轴子失准景观的演化，发现meV质量范围存在敏感的“峰顶着陆”解，强自相互作用可使不同早期轴子历史产生相似晚期结构。
2026-08-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion monodromy inflation with multi-natural modulations
本文研究了用与轴子有关的动态生成项修正的轴子单值暴胀中的参数空间。该势具有多个正弦函数的线性势，其在产生调制中起作用。我们表明，这种潜在的导致一个大的张量标量比$r_T \sim 0.16$和一个大的负运行的光谱指数$α_s \sim - (0.02 -0.03)$。为了实现这些结果，一个小的层次之间的动力学尺度是必需的，而在正弦函数的衰减常数在这个模型中保持次普朗克。我们还讨论了通货膨胀后的再加热过程，在一个自下而上的方法。
2014-11-12 astro-ph.CO hep-ph 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
Fermion production during and after axion inflation
我们研究了在轴子驱动的暴胀，特别是$m_ϕ^2ϕ^2$和monodromy通货膨胀，并计算粒子生产过程中的通货膨胀时期和后通货膨胀的轴子振荡的衍生耦合费米子。在暴胀期间，滚动的轴子充当螺旋性的有效化学势，使一个费米子螺旋性的引力产生偏向于另一个。这种机制允许有效的引力产生重费米子状态，否则将被高度抑制。在暴胀之后，由于费米子场的有效频率发生非线性变化，轴子振荡并产生具有两种螺旋度的费米子。对于费米子质量和轴子-费米子耦合强度的某些值，两个螺旋度状态是不对称产生的，导致左螺旋度费米子和右螺旋度费米子的数量密度不相等。
2016-12-23 astro-ph.CO hep-ph
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
PBH dark matter from axion inflation
受到近似位移对称性的保护，轴子是驱动宇宙暴胀的理想候选者。它们与任何规范理论的陈-西蒙斯项的一般耦合产生了广泛的潜在可观测特征，包括CMB中的等边非高斯，直接引力波探测器范围内的手征引力波和原始黑洞（PBH）。在本文中，我们重新审视这些预测的轴子膨胀模型的非最小耦合到重力。相反的情况下，最低限度的耦合模型，通常预测规模不变的质量分布所产生的PBH在小尺度上，我们展示了如何广泛的峰值PBH光谱自然出现在这种设置。对于特定的参数值，所有的暗物质都可以用PBH来解释。
2017-08-01 astro-ph.CO 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
Strong Dynamics and Natural Inflation
我们继续研究D-膜II型紧化中闭弦轴子的四维有效场论。包含轴子的Stückelberg耦合需要在D膜交叉处存在手征费米子，其在强非阿贝尔规范耦合下的相互作用诱导轴子和标量手征凝聚激发的质量项，称为infladron。该装置允许实现自然的通货膨胀与一个封闭的弦轴子作为暴胀子和一个扁平的标量势由于更大质量的infladron的反反应。我们进一步指出，这个大场暴胀模型是不妥协的轴子虫洞修正。
2018-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Large Nongaussianity in Axion Inflation
暴胀范式在现象学上取得了成功，然而，仍然缺乏一个令人信服的粒子物理实现。关键的障碍是，一个适当的平坦的标量势的要求是敏感的紫外线（UV）物理。轴子是最有动机的暴胀子候选者之一，因为它们的势的平坦性自然受到移位对称性的保护。我们重新考虑了轴子暴胀中的宇宙学扰动，一致地解释了与规范场\tilde{F}的耦合，这在这些模型中普遍存在。这种耦合导致了规范量子的产生，这提供了暴胀子涨落的新来源，δ π。当轴子衰变常数< 10^{-2} M_p时，这种效应通常超过真空的标准涨落，并使当前观测到的CMB各向异性的非高斯性界限饱和。由于次普朗克值的衰变常数是典型的具体实现，承认UV完成（如N-膨胀和轴子monodromy），我们得出结论，大nongaussianity很容易获得非常小的和自然的实现通货膨胀。
2010-12-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
R-symmetric Axion/Natural Inflation in Supergravity via Deformed Moduli Dynamics
我们构造了一个超引力环境下的自然暴胀模型，其中暴胀子与具有平移对称性的模场相一致。暴胀子的超势是由具有变形模量约束的强动力学引起的介子凝聚产生的。与基于高更诺凝聚的模型相比，暴胀子势的产生没有$R$对称性破缺，因此不依赖于引力子质量。因此，我们的模型与低尺度超对称性是相容的。
2014-09-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On the validity of the perturbative description of axions during inflation
轴子在大膨胀场模型的许多实现中以及最近在小场模型中产生原始张量模式的替代机制中发挥着核心作用。如果这些轴子耦合到规范场，耦合会产生一个快子不稳定性，导致规范场的指数增强，这反过来又会衰减成可观测的标量或张量曲率扰动。因此，一个完全自洽的治疗过程中的轴子膨胀是很重要的，在这项工作中，我们讨论了耦合到规范场的轴子的微扰约束。我们展示了最近通过这些替代机制产生张量模式的提议如何与in-in形式主义中的微扰理论发生冲突。有趣的是，我们指出，约束参数弱于一个将估计的基础上朴素的功率计数的传播的规范场。在非阿贝尔规范场的情况下，我们推导出新的约束的规范耦合的大小，这也适用于某些模型的自然大的字段膨胀，如对齐机制。
2016-10-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Suppressing Extra-Dimensional Axion Isocurvature Dynamically
William I. Fine Theoretical Physics Institute, School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院威廉·I·芬理论物理研究所）；School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）
研究额外维度 QCD 轴子在暴胀时量子涨落产生等曲率微扰限制暴胀尺度的问题，提出在翘曲五维模型中的动态抑制机制，可满足 CMB 等曲率界限并允许更高暴胀尺度。
2026-07-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stochastic isocurvature constraints for axion dark matter with high-scale inflation
轴子是最有动机的暗物质候选者之一。它们在早期宇宙中由真空失准机制产生，引起等曲率扰动，这受到宇宙微波背景测量的限制。在本文中，我们计算的轴子等曲率功率谱使用谱展开的随机Starobinsky-Yokoyama形式主义，它捕捉非线性效应的轴子动力学。与大多数现有的文献相比，我们专注于高通货膨胀哈勃率的顺序$10^{13}~{\rm GeV}$，并证明，有一个重要的窗口中，轴子可以占全部或部分的暗物质丰度不违反等曲率界限或张量模式界限。至关重要的是，我们发现，等曲率谱占主导地位的非微扰的贡献，在这个窗口的很大一部分。因此，通常使用的线性近似在该区域是不可靠的，使得随机方法必不可少。
2021-07-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
New inflationary probes of axion dark matter
本文提出轴子等曲率扰动的新宇宙学观测量，包括相关时钟信号和混合非高斯性，可检验轴子存在及其耦合，并有助于缩小暴胀哈勃尺度范围。
2024-02-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Towards natural inflation from weakly coupled heterotic string theory
本文在具有多个$U(1)$磁通量的“瑞士奶酪”Calabi-Yau流形上提出了杂化弦论的自然暴胀。这样的多个$U(1)$磁通量稳定了相同数量的普适轴子和凯勒轴子的线性组合，其中一个凯勒轴子被确定为暴胀子。这个轴子衰减常数可以通过对隐规范群的规范动力学函数的单圈修正的大小来确定，这有效地导致了与WMAP，Planck和/或BICEP 2数据一致的trans-Planck轴子衰减常数。在暴胀过程中，模的实部也通过利用“瑞士奶酪”卡-丘流形的性质来稳定。
2014-09-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Oscillating Chiral Tensor Spectrum from Axionic Inflation
我们研究了调制势下的轴子暴胀，考察了原初张量功率谱是否具有振荡特征，这一特征可以用未来的空间引力波实验（如DECIGO和BBO）来检验.在单场轴子单值暴胀的情况下，由于轴子的次普朗克衰变常数被抑制，很难检测到谱中的振荡。另一方面，在轴子与SU（2）规范场耦合的顺向色自然暴胀中，由于规范场引起的手征引力波的增强，张量谱中会出现相当大的振荡。我们期待这一特性将成为通过手征引力波研究早期宇宙中轴子现象的一个新的探索。
2016-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large Field Inflation from Axion Mixing
我们研究了一般的多轴子系统，着重讨论了由轴子驱动的大场暴胀的可能性。我们发现，通过从模空间上的非对角度规和/或从Stückelberg耦合到U（1）规范场的轴子混合，可以产生有效的超普朗克衰变常数，而不需要轴子衰变常数的“对齐”.我们还研究了多轴子系统中与规范对称性相关的相容性条件，如规范反常的消失和广义Chern-Simons项的可能存在.我们的情形一般适用于轴子周期性本质上是次普朗克周期的场论模型，但它在弦论中最自然地实现。在我们的场景中调用的轴子混合的类型出现在D膜模型中很常见，我们提出了它的实现在II型超弦理论。在T6/OR上的IIA型相交D 6-膜模型和Swiss-Cheese Calabi-Yau orientifolds上的IIB型相交D 7-膜模型的框架内构建了表现出我们思想的所有特征的显式弦模型。
2015-05-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Standard Model - Axion - Seesaw - H portal inflation
扩展标准模型与一个新的复杂的单重标量，右手中微子和矢量夸克允许同时解决粒子物理学和宇宙学中的几个问题，在一个约束的框架内，可以通过未来的探测宇宙微波背景，以及即将到来的轴子实验证伪。这个标准模型-Axion-Seesaw- H门函数暴胀理论（SMASH）提供了预测暴胀和$H$玻色子稳定性，并能解释重子生成、轻中微子质量、暗物质和强CP问题.该模型包含了一个独特的新的质量尺度与轴子衰变常数相一致，也设置了微扰轻子数违反过程的规模。可检验的预测包括$r\gtrsim 0.004$的张量标量比的最小值、光谱指数$α\gtrsim-8\times10^{-4}$的运行、有效相对论中微子数量的变化$δN_{\rm eff}\sim 0.03$以及$50μeV\leq m_A \leq 200 μeV$范围内的轴子质量。
2017-06-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Universal Constraints on Axions from Inflation
我们考虑了类轴子粒子$σ$的存在，其中一般的$CP$违反$ (α\, σ/f) F \tilde{F}$形式的轴向耦合，其中$F_{μν}$是一般的阿贝尔$U(1)$规范群的规范场强度，不一定与标准的电磁场有关，$f$是轴子的衰变常数。先前已经证明，如果轴子与暴胀子相同，这种相互作用可以导致可测量的宇宙学特征（曲率扰动谱的非高斯修改），这取决于参数$ξ= α\dotσ/ (f H)$。在本文中，我们将表明，在地平线交叉处的曲率扰动的产生，由于轴向耦合有一个普遍的形式，并保持不变的$ξ$参数，即使轴子，$σ$，不确定的暴胀。因此，似乎不可能通过这种机制产生比真空更大的CMB张量扰动，而不违反观测约束，除非我们将这种机制与曲率结合起来，或者如果$σ$场在暴胀期间变得很重并衰减。即使在最后一种情况下，也有来自曲率扰动在超视界尺度上的缓慢演变的非平凡约束，这应该被考虑在内。我们还评论通货膨胀模型的影响，其中轴子发挥了重要作用，例如，模型的自然通货膨胀，其中包括一个以上的轴子和模型的曲率是一个轴子。
2015-01-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
N-flation with Hierarchically Light Axions in String Compactifications
我们提出了一个明确的嵌入IIB型弦紧化的轴子N-flation，其中大多数的Kahler模是稳定的微扰效应，所以层次上比相应的N >> 1轴子，其集体动力学驱动通货膨胀。这是在模量稳定的大批量情景框架内实现的。我们的设置可以用来实现一个模型的通货膨胀或精髓，只是通过改变体积的内部空间，控制规模的轴子潜力。这两种情况都预示着超对称性破缺的规模非常大。由于驱动暴胀的N个轻轴子的微扰衰变，在暴胀结束后可以实现标准模型自由度的可行再加热。
2015-07-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The landscape of QCD axion models
我们回顾了QCD轴子模型的景观。理论建设，扩展窗口的轴子质量和耦合超出常规区域的突出和分类。从宇宙学，天体物理学和实验搜索的界限重新检查和更新。
2022-06-07 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Relaxing Isocurvature Bounds on String Axion Dark Matter
当暴胀标度很高时，轻标量在暴胀过程中会产生很大的量子涨落，如果暴胀标度足够长，轻标量会产生CDM等曲率扰动，这一扰动受到普朗克数据的严格限制。专注于弦轴子等轻标量，我们表明，热膨胀可以提供足够大的熵产生稀释CDM等曲率扰动。重要的是，有效的稀释是可能的弦轴子，因为有效地没有二次相干振荡诱导结束时的热膨胀，相反的模场。我们还研究了轴子暗物质的生存能力与质量约7千电子伏的起源的3.5千电子伏的X射线线过剩，在存在大熵产生。
2014-06-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological aspects of inflation in a supersymmetric axion model
我们证明了在超对称轴子模型的框架下混合暴胀是自然实现的，当Peccei-Quinn对称性破缺标度在10^{15}GeV左右时，这与WMAP观测结果一致.通过求解后暴胀标量动力学，发现轴子的标量伙伴-因此，轴子相干振荡可能是宇宙中暗物质的主要成分。解决了宇宙学的引力子和轴子问题。
2011-06-29 astro-ph.CO hep-ph
Swampland, Axions and Minimal Warm Inflation
以前已经注意到，温暖的通货膨胀是一种可能的方式来实现与dS沼泽地边界兼容的通货膨胀模型。但在这些讨论中，热浴动力学通常在很大程度上是不明确的。我们指出，最近推出的arXiv：1910.07525最小温膨胀，其中一个axionic耦合的暴胀导致一个明确的模型的热浴，产生模型的通货膨胀，可以很容易地适应宇宙观测，同时满足德西特沼泽地的界限，以及沼泽地的距离界限和trans-Planckian审查。
2020-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
QCD Axion Window and False Vacuum Higgs Inflation
如果暴胀过程中的哈勃参数$H_{\rm inf}$低于QCD尺度，并且暴胀持续足够长的时间，那么QCD轴子的丰度就会被抑制。我们表明，严格的上限的通货膨胀规模可以显着放宽，如果永恒的旧通货膨胀是由标准模型希格斯场被困在一个假真空在大字段值。具体地，如果假真空位于中间标度以上，则$H_{\rm inf}$可以大于$100\,$ GeV。我们还讨论了从假真空隧穿到电弱真空后的慢卷暴胀。
2020-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Minimal Sub-Planckian Axion Inflation Model with Large Tensor-to-Scalar Ratio
我们提出了一个最小轴子暴胀模型，它可以产生一个大的张量标量比，同时保持次普朗克。具有$λ|Φ|^4$势的复标量场$Φ$的模通过形式为$(|Φ|/M_{Pl})^{m} F \tilde{F}$的项直接耦合到强耦合扇区的规范场。这产生了在相位中非周期性的电势的最小值。由此产生的通货膨胀模型相当于$ϕ^{4/(m+1)}$混沌通货膨胀模型。对于首阶门型相互作用$Φ^{\dagger}ΦF \tilde{F}$的自然情况，该模型等价于$ϕ^{4/3}$混沌暴胀模型，并预测了张量标量比$r = 16/3N = 0.097$和标量谱指数$n_{s} = 1-5/3N = 0.970$。在整个可观测的暴胀时期，$|Φ|$的值保持亚普朗克，当$λ\sim 1$时，$|Φ| \lesssim 0.01 M_{Pl}$对$N \lesssim 60$。
2015-01-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
High-Scale Axions without Isocurvature from Inflationary Dynamics
宇宙微波背景辐射（CMB）中可观测到的原始张量模式将指向高尺度的膨胀$H_{I}$。如果Peccei-Quinn（PQ）破缺$f_a$的尺度大于$\frac{H_{I}}{2π}$，那么CMB对等曲率的约束就天真地排除了QCD轴子暗物质。这假设了轴子的势能在暴胀期间是不变的。我们重新审视模型的膨胀动力学修改的轴子潜力，并讨论如何isocurvature界限可以放宽。我们发现，在暴胀$f_I$期间，仅依赖于更大的PQ破缺标度的模型需要轴子丰度的后期稀释或高度超普朗克$f_I$，不知何故不支配暴胀能量密度。在暴胀过程中增强PQ对称性的明确破缺的模型可能允许$f_a$接近普朗克尺度。避免暴胀动力学的破坏提供了对参数空间的重要限制。
2016-06-06 astro-ph.CO hep-ph
Non-Gaussianity from Axion-Gauge Fields Interactions during Inflation
本文研究了一个包含与SU（2）规范场耦合的轴子的暴胀模型中的标量-张量-张量非高斯信号。在这种设置中，度规涨落的来源是已经在线性水平上的规范场，提供了增强的手征引力波谱。同样的机制在产生三点函数的振幅时起作用，它在参数上大于标准的单场暴胀。
2018-06-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
No Dark Matter Axion During Minimal Higgs Inflation
研究发现最小希格斯膨胀中轴子无法构成大量暗物质，除非在特定引力模型下调整参数。
2025-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
No Warm Inflation From a Vanilla Axion
本文证明具有离散位移对称性的普通轴子无法实现热摩擦主导的强暖慢滚暴胀，仅弱状态可能但受超普朗克衰变常数困扰，并讨论非最小及类轴子模型。
2025-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
