The Inflaton that Could : Primordial Black Holes and Second Order Gravitational Waves from Tachyonic Instability induced in Higgs-$R^2$ Inflation
希格斯粒子自耦合的运行可能导致早期宇宙学中的许多现象。在本文中，我们介绍了一种情况下，希格斯运行诱导转弯的轨迹通过一个区域的快子质量，导致时间的快子增长的曲率功率谱。希格斯粒子引起的这种效应留下了原始黑洞和随机引力波形式的现象，拟议中的GW天文台将能够在不久的将来进行探测。
2022-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the cosmological implications of the electroweak vacuum instability: constraining the non-minimal coupling with inflation
我们目前对标准模型参数的测量表明，希格斯场存在于亚稳态的电弱真空中，真空可以衰变到较低的基态，对我们的宇宙产生灾难性的影响。根据我们的观察，没有这样的事件发生在可观测的宇宙中，尽管各种充满活力的过程，可能已经触发it. This工作作为一个概述的方法，利用亚稳态的假真空宇宙膨胀过程中提供的希格斯曲率耦合$ξ$的约束。还考虑到随时间变化的哈勃率对有效希格斯势和我们过去的光锥时空几何的影响，结果在国家的最先进的$ξ$ -从二次和四次混沌膨胀，和Starobinsky一样的幂律膨胀的下限。
2021-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Analytical Study of Mode Coupling in Hybrid Inflation
我们提供了一个分析研究的耦合的短波长和长波长的波动模式在初始阶段的再加热在两个领域的模型，如混合通货膨胀。在这些模型中，在微扰论的线性阶上，宇宙学扰动的熵模存在不稳定性，如果不切断这种不稳定性，可能导致超过当前观测值的曲率起伏。在这里，我们证明了短波长波动的反作用太弱，导致截断的不稳定性的长波长模式的时间尺度上的长波长熵模式的典型的不稳定性的时间尺度。因此，除非有其他机制截断不稳定性，然后在模型，如混合通货膨胀的曲率扰动产生的再加热过程中的规模目前的观测利益可能是非常重要的。
2010-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Regular black holes without mass-inflation instability and gravastars from modified gravity
Universität Heidelberg（海德堡大学）
该研究通过修改引力理论推导出常规黑洞解，利用向量场引入额外hair，使黑洞具有消失的表面引力并免受质量膨胀不稳定性影响，同时发现gravastar的另一种度规形式。
2026-03-26 gr-qc hep-th
Instability of De Sitter Spacetime induced by Quantum Conformal Anomaly
量子引力效应引起的（准）de Sitter时空的不稳定性已经在许多工作中讨论过。特别是量子能量动量张量引起的引力反作用对理解量子引力的低能描述至关重要，有时会使时空不稳定。本文讨论了由引力反作用引起的包含量子共形反常的（准）de Sitter不稳定性。共形或迹异常对应于无质量共形场的量子引力贡献，并均匀地影响时空。首先，我们利用绝热近似（WKB）导出了共形反常，并讨论了量子能量动量张量的重整化。然后，我们从包含宇宙学常数、共形反常和高阶导数项的半经典爱因斯坦方程出发，研究了哈勃参数的动力学性质。从半经典引力的观点出发，我们清楚地证明了经典de Sitter吸引子$H_{\mathrm{C}} \simeq \sqrt{Λ/{3}}$一般是不稳定的，而暴胀在特定条件下是不稳定的.除非对共形反常和高阶导数项进行微调，否则暴胀最终会变成具有哈勃尺度$H \approx M_{\rm P}\equiv \sqrt{1/8πG_{N}}$的普朗克暴胀或终止$H(t) \rightarrow 0$。后一种情况表明，宇宙暴胀不可能持续很长时间，永恒的暴胀情景受到强烈的约束。
2019-01-05 gr-qc hep-ph hep-th
Electroweak Vacuum Instability and Renormalized Higgs Field Vacuum Fluctuations in the Inflationary Universe
在这项工作中，我们研究了电弱真空不稳定性期间或之后的通货膨胀。在暴胀宇宙中，de Sitter空间中，真空场涨落$\left< {δϕ}^{ 2 } \right>$与哈勃尺度$H^{2}$成比例地增大。因此，希格斯场$\left< {δϕ}^{ 2 } \right>$的大的暴胀真空涨落是潜在的灾难性的触发真空跃迁到负能量普朗克尺度真空状态，并导致宇宙的立即崩溃。然而，真空场波动$\left< {δϕ}^{ 2 } \right>$，即，真空期望值具有紫外发散，因此需要重整化来估计真空跃迁的物理效应。因此，本文从弯曲时空中量子场论的角度重新审视了电弱真空不稳定性，并通过绝热正则化和点分裂正则化讨论了弯曲时空中由有效势${ V }_{\rm eff}\left( ϕ\right)$和重整化真空涨落$\left< {δϕ}^{ 2 } \right>_{\rm ren}$确定的均匀Higgs场$ϕ$的动力学行为.我们简单地假设希格斯场只通过非最小的希格斯-引力耦合$ξ(μ)$来耦合引力。在这种情况下，电弱真空稳定性不可避免地受到均匀希格斯场$ϕ$的动力学行为的威胁，或者AdS域或气泡的形成，除非哈勃尺度足够小$H< Λ_{I} $。
2017-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological implications of EW vacuum instability: constraints on the Higgs-curvature coupling from inflation
目前实验测量的标准模型（SM）的参数表明，我们的宇宙位于一个亚稳的电弱真空中，希格斯场很容易发生真空衰变到一个较低的状态，造成灾难性的后果。我们的测量表明，这样的事件还没有发生，尽管在我们过去的光锥中有许多不同的机制可以触发它。我们工作的重点是计算虚真空在暴胀期间衰变的概率，并用它来约束最后一个未知的可重整SM参数$ξ$，它将希格斯场与时空曲率耦合起来。更具体地说，我们推导出较低的$ξ$ -边界真空稳定性的三个暴胀模型：二次和四次混沌暴胀，和Starobinsky一样的幂律暴胀。我们还考虑了哈勃速率的时间依赖性，无论是在我们过去的光锥的几何形状和希格斯有效势，这是近似与三圈重整化组的改进补充单圈曲率修正。
2021-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic Effects in Hybrid Inflation
混合暴胀是一种两场模型，其中暴胀由于不稳定性而结束。在不稳定点附近，势是非常平坦的，量子涨落支配着暴胀子和瀑布场的经典运动。在这篇文章中，我们研究这个政权的框架下随机通货膨胀。我们数值求解两个耦合的朗之万方程控制的领域的演变和计算的概率分布的e-折叠的总数和通货膨胀的出口点。然后，我们讨论了我们的结果的物理后果，特别是量子扩散如何影响可观察的混合通货膨胀的预测的问题。
2012-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Instability of the ACW model, and problems with massive vectors during inflation
我们证明了由固定范数向量场刻画的Ackerman-Carroll-Wise模型的各向异性暴胀背景是不稳定的。我们发现的不稳定性显式求解线性方程组的最一般的一组扰动在这个背景下，并注意到，解决方案发散接近地平线交叉。这是因为一个扰动在那一刻变成了幽灵。一个简化的计算，只包括向量场的扰动，显示出同样的不稳定性，澄清了问题的根源。然后，我们讨论了其他几个模型，特别强调的情况下，非最小耦合的曲率，其中矢量场被用来支持各向异性膨胀，或产生宇宙学扰动的各向同性背景。在许多情况下，矢量的质量项需要有“错误”的符号;我们表明，作为结果，纵向矢量模式是一个鬼（一个领域与负动力学项，负能量;不简单的快子）。我们评论在量子水平上出现的问题。特别是，鬼的存在可能是一个严重的困难，紫外线完成，这种模式需要在地平线下的制度。
2008-12-08 astro-ph gr-qc hep-ph
Spacetime Dynamics of a Higgs Vacuum Instability During Inflation
标准模型的一个显著预言是，在没有提升能量密度的修正的情况下，希格斯势在大的场值下变成负值。如果希格斯场在暴胀期间对这部分势能进行采样，那么负的能量密度可能会局部破坏时空的稳定性。我们使用爱因斯坦方程的数值模拟来研究暴胀引起的希格斯涨落在向真正（负能量）最小值增长时的演变。这些模拟表明，在暴胀过程中，在我们过去的光锥中形成一片真正的真空与我们宇宙的存在是不相容的;真正真空区域的边界以一种因果关系断开的方式从内部向外生长，形成了一个黑洞。我们还发现这些黑洞视界可能被任意拉长-甚至形成黑弦-这违反了箍猜想。通过扩展的数值解的福克-普朗克方程的场分布的指数抑制的尾巴在大场值，我们得到了一个严格的相关性之间的未来测量的张量-标量比和尺度的希格斯势必须得到稳定的修正，以宇宙已经幸存下来的通货膨胀，直到今天。
2017-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Higgs vacuum (in)stability during inflation: the dangerous relevance of de Sitter departure and Planck-suppressed operators
测得的标准模型参数位于这样的范围内，即希格斯势一旦外推到高尺度，就会产生最小的负能量密度。这具有重要的宇宙学意义。特别是，在暴胀期间，量子涨落可能会将希格斯场推到其势垒之外，引发反德西特区域的形成，对我们的宇宙产生致命的后果。通过要求这种情况不会发生，人们原则上可以将标准模型参数与暴胀的能量标度联系起来（并加以约束）。在这种情况下，我们强调我们的真空的命运似乎无关紧要的物理的敏感性。特别是，暴胀与德西特相位的偏离，以及普朗克抑制的导数算子，已经可以令人惊讶地在暴胀过程中对希格斯粒子的稳定性起决定性作用。此外，在随机动力学中，我们量化的噪声的振幅的影响不同于一个无质量的字段，以及超越慢卷近似使用相空间的方法。在一般的地面上，我们的分析表明，与精确的粒子物理暴胀的时期需要这些“无关”的影响的知识。
2020-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Higgs instability and de Sitter radiation
如果基本粒子物理学的标准模型（SM）被假定为对任意高的能量保持良好，那么，对于参数的最佳拟合值，标准模型希格斯场的标量势在高尺度$μ_{\rm inst}$下变为负值。如果超越SM的物理是这样的，它不会改变希格斯势的这一特征，如果在暴胀过程中的哈勃参数（$H_{\rm inf}$）是这样的，$H_{\rm inf} \gg μ_{\rm inst}$，那么，在暴胀过程中SM希格斯的量子涨落使得它极不可能在暴胀后的亚稳真空中以弱尺度被发现。在本文中，我们假设：（i）在暴胀过程中，SM Higgs粒子处于Bunch-Davies真空态;（ii）关于有效势的稳定性问题必须在自由落体观测者的框架下回答（就像在闵可夫斯基时空中一样），然后利用众所周知的事实，自由落体的观察者发现邦奇-戴维斯真空处于热状态的概率表明，在膨胀后，最终在电弱真空中的概率相当高。
2015-10-12 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
Inflation as de Sitter instability
我们考虑由一个标量场从其势的德西特极大值缓慢滚离而产生的宇宙学暴胀。该模型属于山顶模型类，代表了这类模型中最一般的模型，其中标量势可以写成两个指数之和。以这种方式获得的最小耦合爱因斯坦标量引力理论是已知全息模型的双尺度推广的宇宙学版本，允许在红外线中的AdS时空和紫外线中的标度解之间插入孤子解。然后，我们研究宇宙膨胀的慢滚近似。我们的模型正确地再现，其参数范围很广，最新的实验数据的原始扰动的功率谱。此外，它还预测了比普朗克尺度低四到五个数量级的能量尺度的暴胀。在暴胀开始时，快子激发的质量，即暴胀子的质量，比普朗克质量小7 ~ 8个数量级。
2016-09-02 gr-qc hep-th
Tachyonic Preheating
本文回顾了暴胀后的预热理论，重点讨论了最近在自发对称性破缺理论中发现的快子预热现象。这是由于标量场在其有效势顶部附近的快子不稳定性造成的。与通常的预期相反，快子不稳定性在一次振荡内将大部分能量非常迅速地转化为碰撞的经典波的能量。有效的快子预热是典型的混合暴胀的情况下，包括超对称性动机和膜暴胀模型。
2001-07-26 astro-ph hep-ph hep-th
Inflation in exponential scalar model and finite-time singularity induced instability
我们研究如何IV型未来奇点可以包括在宇宙学演化的一个著名的指数模型的通货膨胀。为了实现这一点，我们使用了两个标量场模型，在该模型的背景下，可以一致地完成IV型奇点的合并。在我们研究的指数模型的上下文中，当IV型奇点包括在演化中时，在慢滚参数中发生不稳定性，特别是在第二慢滚参数上。特别是，如果我们放弃我们将使用的两个标量的慢滚条件，那么对暴胀时代的动力学的最一致的描述是由哈勃慢滚参数$ε_H$和$η_H$提供的。然后，第二个哈勃慢滚参数$η_H$，它测量了暴胀时代的持续时间，在IV型奇点被选择发生的地方变得奇异，而哈勃慢滚参数$ε_H$在那里是规则的。因此，这种无限奇点表明有限时间奇点的出现是造成我们所研究的标量场模型不稳定性的原因。这种不稳定性对动力系统有影响，动力系统可以从宇宙学方程中构造出来，动力系统是不稳定的。此外，我们提出的奇异性机制的不稳定性，在其他暴胀标量势的背景下进行了讨论。最后，我们讨论了这样一个奇异的哈勃慢卷参数的影响，我们也批判性地讨论定性，这种影响可能有什么影响的指数模型的优雅退出问题。
2015-07-19 astro-ph.CO gr-qc 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
Reheating and Entropy Perturbations in Fibre Inflation
我们研究了{ \it Fibre Inflation}的一些单场和两场实现中的再加热。我们发现，再加热开始于预热阶段，在该阶段中长波长波动模式被激发。在两个场模型中，第二个标量场中红外涨落的参量放大--与熵模有关--可能会引起曲率涨落的不稳定性。我们表明，至少在我们考虑的模型中，熵模式有足够大的质量，以防止这种不稳定性。因此，从重新加热的角度来看，我们认为模型表现良好。
2018-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Cosmological Stability of the Higgs Instability
标准模型的希格斯势在大的希格斯场值下变得不稳定，在那里它的四次耦合变成负的。虽然我们目前的电弱真空的隧穿寿命比宇宙的年龄要长得多，但暴胀期间的量子涨落可能会将希格斯粒子推过势垒，形成可能对我们的宇宙致命的补丁。我们研究了这些区域的宇宙学演化，发现至少在薄壁近似下，它们可能是无害的，因为它们是由于希格斯粒子本身的反反应而坍缩的。标准模型希格斯不稳定性的存在可以提供一种新的机制来结束膨胀，并通过希格斯泡坍缩留下的黑洞的蒸发来重新加热宇宙。因此，在暴胀期间哈勃率的界限可能会放松。
2022-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes from the preheating instability
暴胀结束后，暴胀子场围绕其势能的局部最小值振荡，并衰变为普通物质。这些振荡触发了宇宙学扰动的共振不稳定性，其波长在接近膨胀结束时离开哈勃半径。在本文中，我们研究的形成原始黑洞（PBH）在这些增强的尺度。我们发现，生产机制可以是如此有效，PBH随后占主导地位的内容，宇宙和再加热收益从他们的蒸发。观测PBH丰度的限制也限制了共振不稳定阶段的持续时间，导致我们推导出的再加热温度的严格限制。我们的结论是，PBH的生产过程中再加热是一个通用的和不可避免的属性的最简单的通货膨胀模型，并不需要任何微调的通货膨胀的潜力。
2020-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological constraints on string scale and coupling arising from tachyonic instability
我们证明了弦激发的暴胀结束通过快子不稳定性留下一个可检测的印记的宇宙微波背景（CMB）辐射凭借非高斯引力涨落的激发。本WMAP约束的非高斯性示出约束的字符串规模由$M_S/M_P\leq 10^{-4}$的字符串耦合$g_{s}<0.1$，从而改善现有的界限。如果快子的波动在通货膨胀是不可忽略的，我们发现严格的约束$g_s\sim 10^{-9}$ $M_{S}/M_{P}<10^{-3}$。这种情况可能很快就会被即将到来的CMB非高斯边界所排除。
2005-03-18 astro-ph hep-ph hep-th
The physics of the relativistic counter-streaming instability that drives mass inflation inside black holes
如果你落入一个真正的天文学黑洞（选择一个超大质量黑洞，以确保潮汐力不会先把你抓住），那么你的命运很可能不是在中心奇点，而是在泊松和以色列（1990）首次指出的内视界指数增长的相对论逆流不稳定性中，他们称之为质量膨胀。本文的主要目的是对球形带电黑洞暴胀的物理原因和结果作一清楚的阐述。暴胀的作用就像一个粒子加速器，它将冷的流入和流出的流相互加速到惊人的高能量。暴胀是靠自身的力量产生的：加速是由流动的能量产生的重力提供动力的。该文件：（1）使用物理参数来发展简单的近似，遵循从点火到膨胀本身，到坍缩的膨胀演变;（2）证实简单近似准确地捕获完全非线性的单流体和双流体自相似模型的结果;（3）证明，反直觉地，吸积率越小，膨胀指数越快;（4）表明在单一完美流体模型中，只有当声速等于光速时才会发生暴胀，支持单一流体中的暴胀是由相对论性波的逆流驱动的物理观点;（5）表明，在达到普朗克曲率的暴胀过程中发生的事情并不取决于遥远的过去或未来，而是发生在过去或未来的几百次黑洞穿越中的事件;（6）表明，如果量子引力不介入，那么暴胀的一般最终结果不是广义相对论零奇点，而是半径为零的类空奇点。
2010-06-15 astro-ph gr-qc hep-th
Avoiding instabilities in antisymmetric tensor field driven inflation
以往研究的具有反对称张量的暴胀模型，即使在无扰动的FRW背景下也存在鬼不稳定性。我们证明了通过考虑反对称张量场的最一般动力学项，在未扰动的FRW背景中避免鬼是可能的。动力学部分获得了一个新的规范对称性破坏项，它对扰动模的影响是防止非动力学模的出现，从而避免鬼。为了完整性，我们进行了检查梯度不稳定性，并推导出扰动是免费的梯度不稳定性的条件。
2019-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Removing instability of Polonyi-Starobinsky supergravity by adding FI term
Polonyi-Starobinsky（PS）超引力是N=1的Starobinsky暴胀的超引力模型，暴胀后由于Polonyi超场的作用而产生自发的超对称破缺，暴胀子属于一个有质量的矢量超多重态。PS模型被用来明确实现宇宙学中的（超重）引力子暗物质的情况。我们发现了一个潜在的不稳定性，在这个模型中，并提供了一个机制，通过添加一个Fayet-Iliopoulos（FI）的长期消除。
2018-01-25 gr-qc hep-th
Gravitationally produced Top Quarks and the Stability of the Electroweak Vacuum During Inflation
在标准模型中，（布鲁特-恩格勒特-）希格斯四次耦合在高能时变为负值，使我们当前的电弱真空亚稳，但不稳定的时间尺度比当前宇宙的年龄长得多。在宇宙学暴胀期间，除非存在与引力的非最小耦合，否则希格斯场会由于量子涨落而被推离其势能的原点。因此，如果我们经历了这样一个通货膨胀时期，我们是如何保持在我们目前的真空中的，这是一个谜。在这项工作中，我们只使用广义相对论和最小耦合和标准模型粒子物理学研究在暴胀过程中产生的顶夸克的引力效应及其对Higgs势的影响。我们展示了如何在膨胀过程中修改希格斯场的演化，得出的结论是，这种影响是不可忽略的膨胀尺度接近或大于稳定尺度，但小的希格斯是稳定的尺度。此外，我们还简要讨论了其他费米子对希格斯不稳定性的影响。
2019-02-18 gr-qc hep-ph hep-th
Fast-Roll Inflation
我们表明，在最简单的自发对称性破缺理论中，人们可以有一个快速膨胀的阶段。在这种情况下，标准的慢滚条件|m^2| << H^2被侵犯了。然而，如果|m|足够小，则该阶段可以相当长。快速卷膨胀可以为非常早期宇宙中的后续阶段的缓慢卷膨胀产生适当的初始条件。它也可能是宇宙加速膨胀的原因。我们还提出了两个更一般性的意见。首先，宇宙在经过长时间的暴胀（无论是慢卷还是快卷）后，即使宇宙学常数为负，也不能达到反德西特状态。第二，在宇宙学背景中，势在V（λ）<0处具有“稳定”最小值的理论表现出与势从下面无界的理论相同的不稳定性。这种不稳定性导致了奇异性的发展，其性质实际上与V（λ）无关。然而，在某些情况下，不稳定性的发展可能是如此缓慢，以至于具有从下面无界的势的理论可以描述宇宙加速的现阶段，即使这种加速是由于快速卷膨胀而发生的。
2001-10-26 astro-ph gr-qc hep-ph
The cosmological Higgstory of the vacuum instability
标准模型希格斯势在大的场值下变得不稳定。在澄清了有效势的规范依赖性问题之后，我们研究了在整个暴胀、再加热和当前时代中存在这种不稳定性的希格斯场的宇宙学演化。我们的结论是，希格斯场位于其真正真空中的反德西特补丁对我们的宇宙是致命的。从这个结果中，我们推导出上界的哈勃常数在通货膨胀，这取决于再加热温度和希格斯耦合到标量曲率或暴胀。最后，我们研究了希格斯亚稳定性和量子引力的一致性之间的推测性联系如何导致希格斯和顶质量的尖锐预测，这与测量值是一致的。
2015-09-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Metric preheating and radiative decay in single-field inflation
在暴胀结束时，暴胀子在其势能的底部振荡，并且这些振荡触发具有包含在不稳定带$(3H m)^{-1/2} <λ< H^{-1}$中的波长$λ$的标量波动的参数不稳定性，其中$H$是哈勃参数，而$m$是势能在其最小值处的曲率。这种“度规预热”的不稳定性，在窄共振区进行，导致各种有趣的现象，如早期结构的形成，引力波的生产和形成的原始黑洞。在这项工作中，我们研究它的命运中存在的相互作用与额外的自由度，在微扰衰变的形式的暴胀成一个完美的流体。事实上，为了确保从暴胀到辐射主导时代的完全过渡，必须将度规预热与微扰再加热一起考虑。我们发现，暴胀子的衰变不会改变不稳定性的结构，直到流体占主导地位的宇宙内容。作为应用，我们讨论了暴胀子衰变对不稳定性产生原初黑洞的影响。我们强调标量场和完美流体波动之间的区别，并解释为什么通常的结果有关形成的原始黑洞从完美流体的不均匀性不能使用，澄清最近的一些声明中的文献。
2020-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On backreaction effects in geometrical destabilisation of inflation
本文研究了场空间为负弯曲的多场暴胀模型的几何不稳定性。我们分析了均匀的背景如何在几何不稳定的存在下演变，并表明，在简单的模型中，运动学的反作用发生，关闭不稳定。我们还跟踪了不稳定标量涨落的演化。我们表明，他们协助运动学的反作用，同时保持在微扰制度。我们的结论是，在最简单的几何不稳定模型中，暴胀不会过早结束，而是沿着一个修改后的、偏离轨道的场空间轨迹前进。
2019-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Instability of the Emergent Universe
我们执行一个半经典的分析的宇宙暴胀的情况。固定背景，假设暴胀子是均匀的，我们将暴胀子的演化问题转化为一维的量子力学问题。我们发现，在很长的时间尺度上，这种通货膨胀的情况下所需的调谐是不稳定的量子力学。把暴胀子场值看作一个波包，波包的扩散破坏了任何以合式态开始和结束的机会。因此，我们不可能从爱因斯坦的静态宇宙开始，在很长一段时间后演变成一个定义明确的暴胀开始。
2013-11-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stability issues of nonlocal gravity during primordial inflation
本文研究了初始条件设定在原初暴胀阶段的非定域引力模型的宇宙学演化。我们特别研究了三种模型，即所谓的RT、RR和$Δ_4$模型，它们是我们小组以前介绍过的。我们发现，RR和$Δ_4$模型在通货膨胀期间也有一个稳定的演变。RT模型有一个明显的不稳定性，但我们表明，由于与膨胀尺度相比，与非局部项相关的尺度很小，这种不稳定性是无害的，并且RT模型即使在原始膨胀阶段设置初始条件也有可行的演变。
2018-11-29 astro-ph.CO hep-th
Collapse of Small-Scale Density Perturbations during Preheating in Single Field Inflation
在宇宙暴胀之后和过渡到辐射支配之前，宇宙的能量密度可能在一个长时期内被振荡的大质量标量凝聚体所支配。我们表明，在此期间，子哈勃尺度扰动受到度量预热不稳定性的窄共振制度。我们详细分析，二次和四次潜力。这种不稳定性导致密度扰动的增长，在许多情况下，在辐射主导的宇宙开始之前，密度扰动已经变得非线性。当需要现象学上优选的低再热温度时，情况尤其如此。这些早期结构可能导致引力波的发射和原始黑洞的产生。此外，尚不清楚它们是否可以在非常大的尺度上修改线性曲率扰动的预测。
2010-02-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Consistent generation of magnetic fields in axion inflation models
越来越多的证据表明，银河系外区域存在磁场，而试图将其起源与暴胀时代联系起来的尝试则极具挑战性。因此，我们考虑到一致的后暴胀演变的磁场，起源于真空涨落在通货膨胀。在我们感兴趣的模型中，电磁场通过特征项$ϕF\tilde F$耦合到赝标量暴胀子$ϕ$，打破了共形不变性。这种相互作用动态地打破了宇称，并通过快子不稳定性使电磁场的偏振态之一的连续生产成为可能。由此产生的磁场是螺旋形的。我们发现，在这个模型中观测到的磁场的主要贡献来自模式，离开视界附近的结束膨胀，进一步增强的快子不稳定性结束后的膨胀。在暴胀子振荡期间，电磁场随后被参数共振放大。一旦热等离子体形成（再加热），所产生的螺旋磁场经历称为逆级联的湍流过程，其将它们的峰值相关尺度从较小的尺度移动到较大的尺度。我们一贯考虑到所有这些影响内的政权的扰动$ϕ$是可以忽略不计的，并获得$B_{\rm eff} \sim 10^{-19}$ G，表明额外的机制，以适应的意见的必要性。
2015-04-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Instability of de Sitter Compactifications
我们考虑（4+d）维理论中的翘曲紧化，其中包含四维de Sitter dS_4真空（含Hubble参数H）和紧致内部空间。在介绍了这些背景的通用度量扰动规范不变的形式主义，我们专注于模式是标量dS_4。这些模的物理本征质量获得了一个大的普适快子贡献-12 d/（d+2）H^2，与紧致空间的稳定机制无关，除了通常的KK质量，它反而编码了稳定化效应。一般的参数，以及具体的例子，使我们猜想，足够大的dS曲率，紧致几何成为引力不稳定，由于标量扰动的快子增长。这意味着对于任何稳定机制，dS几何形状的曲率不能超过某个临界值。我们将这种效果的各向异性的散装几何形状，并建议端点的不稳定性。与暴胀宇宙学相关的是，体度规的扰动不可避免地引起一个新的模场，它描述了四维度规的共形涨落。如果在暴胀过程中这种模式是轻的，那么所引起的共形波动将被放大，具有无标度光谱和与慢卷暴胀的标准结果分离的振幅。共形4d度规涨落引起调制宇宙学涨落机制的一个非常普遍的实现，与暴胀后（p）再加热过程中耦合的空间变化有关。
2004-03-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Taming the Aretakis instability: extremal black holes with multi-degenerate horizons
International School for Advanced Studies (SISSA)（高等研究国际学院）；National Institute for Nuclear Physics (INFN), Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；Institute for Fundamental Physics of the Universe (IFPU)（宇宙基础物理研究所）
研究极值黑洞的退化视界及其Aretakis不稳定性，发现退化程度越高不稳定性越弱，并提出一种无限退化的黑洞几何结构可能为这些对象的稳定终态。
2026-04-16 gr-qc hep-th
Potential-driven Galileon inflation
对于由暴胀子场$ϕ$的势能驱动的暴胀模型，协变的Galileon拉格朗日量$(\partialϕ)^2\Box ϕ$通常会减慢场的演化。另一方面，如果伽利略自相互作用是占主导地位的相对于标准的动力学项，我们表明，有没有振荡制度的暴胀结束后的暴胀。这通常伴随着标量模式的负传播速度平方$c_s^2$的出现，这导致小尺度扰动的不稳定性。对于混沌暴胀和自然暴胀，我们澄清了暴胀子在再加热过程中相干振荡的参数空间。利用标量谱指数和张量标量比的WMAP约束，我们发现势$V(ϕ)=λϕ^4/4$的自耦合$λ$被约束为远小于1，自然暴胀的对称破缺标度$f$不能小于约化普朗克质量$M_{\rm pl}$ .我们还表明，在其他协变的Galileon拉格朗日量的存在下，有一些情况下，暴胀相干振荡，甚至为自耦合$λ$的顺序为0.1，但仍然与负$c_s^2$的不稳定性是普遍存在的。
2012-10-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Higgs portal valleys, stability and inflation
希格斯和顶夸克质量的测量值意味着标准模型势在大希格斯值时很可能是不稳定的。这在暴胀期间尤其成问题，因为暴胀是希格斯粒子大扰动的来源。这种不稳定性可以通过具有大真空期望值的标量引起的阈值效应来治愈，并且通过希格斯门耦合直接连接到标准模型。然而，我们发现，在一个极小模型中，标量产生通货膨胀，这种机制并不稳定的潜力，因为通货膨胀所需的质量是超出了不稳定的规模。如果希格斯玻色子与标量曲率有直接的弱耦合，这个结论也不会改变。另一方面，如果势是绝对稳定的，则与当前CMB数据一致的成功通货膨胀可以沿着具有墨西哥帽轮廓的势的谷发生。我们重新审视的稳定性条件，独立的通货膨胀，并澄清，阈值效应不能工作，如果希格斯门耦合太小。我们还表明，在一个虚假的希格斯真空中出现的希格斯粒子和顶部质量的调谐比辐射膨胀导致的原始引力波的振幅是太高了，排除了这种可能性。
2015-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Preheating after Small-Field Inflation
虽然在文献中已经大量研究了混沌和混合暴胀模型后的预热，但在小场暴胀模型中的预热，其中暴胀子势的曲率在暴胀期间为负，仍然较少探索。在这些模型中，在暴胀结束时的快子不稳定性导致了一系列的指数大的增加和\emph{decreases}的暴胀子波动的暴胀子凝聚振荡周围的最小值的潜力。净效应是低动量模式之间的竞争，增长和减少显着，与较高的动量增长少，但也减少less.We模式开发了一个分析描述这个过程，这是类似于隧道通过火山形的潜力量子力学问题。取决于参数，预热可能是如此有效，以至于它在小于一个暴胀子冷凝物的振荡中完成。小场暴胀后的预热也可能在宇宙热化之前伴随着一个长时间的物质主导阶段，这取决于暴胀的能量尺度和暴胀子相互作用的细节。最后，这些模型的另一个特点是，在预热结束时的暴胀子波动的频谱可能会在哈勃尺度附近达到峰值。事实上，因为预热开始时，第二个慢滚参数$|η|$变成了一阶，而第一个慢滚参数$ε$仍然比一小得多，宇宙仍然在预热期间膨胀，初始的快子不稳定性放大的模式离开了哈勃半径。这可能导致大量产生原始黑洞和引力波，其频率在今天自然小到足以落入高灵敏度干涉测量实验所能达到的范围。
2011-04-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Large-scale Perturbations from the Waterfall Field in Hybrid Inflation
除了通常的暴胀子场扰动外，我们还估计了混合暴胀期间瀑布场等曲率波动的大尺度曲率扰动。在暴胀结束时的快子不稳定性导致了超哈勃尺度扰动的爆炸性增长，但它们保留了暴胀期间大质量场中真空涨落的陡峭蓝色光谱特征。因此，在暴胀结束时，功率谱在哈勃视界尺度附近达到峰值。我们扩展了通常的delta-N形式主义，包括这些小的波动时，估计大规模的曲率扰动的重要作用。由于瀑布场的波动而产生的曲率扰动是二阶的，预计光谱在宇宙学尺度上为10^{-54}阶。
2010-07-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation, Large Branes, and the Shape of Space
林德最近认为，在许多情况下，紧凑平坦或负弯曲的空间截面应该被认为是暴胀宇宙学的典型。我们认为，塞贝格和威滕的“大膜不稳定性”消除了弦论背景下的负面候选人。那就只剩下平坦的、紧凑的三维流形--康威的“扁平宇宙”。我们表明，深Schoen，丘，格罗莫夫和劳森定理意味着，即使在这种情况下，塞伯格-威滕不稳定性可以避免只有困难。使用一个特定的宇宙学模型的Maldacena-Maoz型，我们解释了如何做到这一点，我们也展示了如何列表的扁平宇宙的候选人可以减少到三个。这导致了基本思想的扩展：整个欧几里德时空的共形紧化也具有平坦、紧的四维空间的拓扑。
2004-10-19 astro-ph hep-th
Preheating in Palatini Higgs inflation on the lattice
我们研究预热后希格斯膨胀的Palatini制定的重力。我们数值演化的径向模式的希格斯场和三个标量建模的规范玻色子的扰动。我们比较了两个非微扰机制的增长的激发-参数共振和快子不稳定性-并确认后者起着主导作用。我们的研究结果提供了进一步的证据表明，预热在Palatini希格斯膨胀发生在一个单一的振荡的希格斯场的底部的潜力，一致的近似瞬时预热。
2022-09-17 gr-qc hep-ph hep-th
Dynamics of tachyonic preheating after hybrid inflation
本文用解析方法和数值模拟研究了混合暴胀结束时标量场的不稳定性。我们改进了以前的研究，充分考虑到暴胀子场，并表明，不稳定模式的范围敏感地依赖于暴胀子场的速度，从而对哈勃率，在年底的通货膨胀。如果形成拓扑缺陷，则其数密度由最短不稳定波长决定。最后，我们发现暴胀子场的振荡放大了能量密度的不均匀性，导致局部对称性恢复和更快的热化。我们相信这解释了为什么快子预热在将能量从暴胀子零模式转移出去时如此有效。
2002-03-20 astro-ph hep-ph hep-th
The Tachyonic Higgs and the Inflationary Universe
根据目前的测量，标准模型希格斯粒子在高能尺度下会变成快子粒子。希格斯势的这种不稳定状态可以在早期宇宙的高尺度暴胀中实现，可能会带来灾难性的后果。这封信强调了这种配置的一个关键的固有特征，到目前为止仍然被忽视：由快速演化的希格斯场引起的真空中希格斯粒子的产生，由于快子不稳定性而呈指数级增强。这种爆炸性粒子的产生可以迅速消耗希格斯场的能量，即使在暴胀期间也能维持相当高密度的希格斯粒子，并可能在后暴胀宇宙的某些部分引发性质不同的预热。因此，任何对希格斯场在其快子阶段的研究，无论是在暴胀期间还是之后，都必须考虑到这种大量的粒子能量密度，这可能会对这种系统的后续演化产生重大影响。这可能对高尺度暴胀、暴胀后的预热、宇宙微波背景中的可观测信号、引力波和原始黑洞，以及从永恒暴胀到电弱真空亚稳态等更深层次的概念产生重要影响。
2023-01-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Recursive Stochastic Effects in Valley Hybrid Inflation
混合暴胀是一个双场模型，暴胀以快子不稳定性结束，其持续时间由随机效应决定，并具有重要的观测意义。利用文献[1]中提出的随机形式主义的递归方法，这些影响被一致地计算。通过反作用的分析，这种方法被证明是收敛在山谷中，但指向（预期）在瀑布的不稳定性。它进一步表明，准平稳的辅助场分布的情况下，一个短暂的瀑布打破。结果发现，典型的分散的瀑布场在临界点，然后减少，从而增加了瀑布相的持续时间，并危及一个短暂的过渡的可能性。最后，它被发现，随机效应恶化的蓝色倾斜的曲率扰动相比，通常的慢滚的贡献时，由一个顺序的一个因素。
2013-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ultra slow-turn inflation
Instituut-Lorentz of Theoretical Physics, Universiteit Leiden（莱顿大学洛伦兹理论物理研究所）；Department of Science Education, Ewha Womans University（梨花女子大学科学教育学院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（诺迪塔，皇家理工学院与斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre, Stockholm University（斯德哥尔摩大学奥斯卡·克莱因中心）
研究多场暴涨模型中超慢转类别，通过指数递减的转向率抑制由快子等曲扰动引起的不稳定性，并证明总熵扰动可正确推断稳定性，涵盖纤维暴涨、SL(2,Z)吸引子等模型。
2026-06-25 astro-ph.CO hep-th
Supergravity Higgs Inflation and Shift Symmetry in Electroweak Theory
我们提出了一个超引力框架中的暴胀模型，在爱因斯坦框架中，下一个最小超对称标准模型（NMSSM）的希格斯场起着暴胀子的作用。以前的尝试，假设非最小耦合重力失败，由于超光速不稳定的单线场在膨胀。一个正则Kähler势与\textit{minimal coupling}重力可以解决快子不稳定性，但运行到$η$ -问题。我们建议一个模型，这是免费的$η$ -问题，由于一个额外的耦合在凯勒潜力，这是允许的标准模型规范组。这就在势中引入了方向，我们称之为K平坦。对于（N）MSSM中新耦合的某个值，凯勒势是特殊的，因为它可以与希格斯二重态的某种移位对称性相关联，这是早期模型中单线态移位对称性的推广。我们发现K-平坦方向具有$H_u^0=-H_d^{0*}.$，这种位移对称性被来自超势场和规范场的相互作用打破。这个方向未能在MSSM中产生成功的通货膨胀，但在NMSSM中产生了一个可行的模型。该模型特别关注NMSSM的Peccei-Quinn（PQ）极限。在这个极限下，这个模型不仅可以通过宇宙微波背景观测来证实，也可以通过轴子搜索来排除。
2010-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter
对于当前的希格斯粒子和顶质量的中心值，标准模型希格斯粒子势在$10^{11}$ GeV量级上产生了不稳定性。我们表明，这种不稳定性的宇宙学签名可能是暗物质的形式原始黑洞种子希格斯波动在通货膨胀。暗物质的存在可能不需要超越标准模型的物理学。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Production of gravitational waves by inflationary transitions in aligned natural inflation
本文证明对齐轴子暴胀普遍存在由快速振荡相变分隔的两个暴胀阶段，并提出U(1)规范场耦合可在相变中产生具有强尺度依赖功率谱、频率峰值可被未来实验探测的引力波。
2025-10-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial fluctuations and non-Gaussianities in sidetracked inflation
由于重标量场与暴胀子的动力学耦合，它们在暴胀期间会经历不稳定性。这被称为暴胀的几何不稳定，因为它依赖于场空间流形的负曲率克服势的稳定力的效果。这种不稳定性可以驱使系统远离其在场空间中的原始路径，进入一个新的暴胀吸引子，我们称之为侧轨暴胀。我们研究这第二个阶段，其可观察到的后果，在几个类的两个领域的模型。我们表明，宇宙学的波动表现出不同的行为取决于潜在的和场空间几何形状，它们可以被捕获的单场有效的理论与修改后的色散关系，降低声速，或一个虚构的-后者的情况下描述了一个瞬态快子增长的波动。我们还数值计算的双谱的运输方法，发现大的非高斯的等边和正交形状。在双曲几何中，我们的模型的势在Poincaré盘的边界上呈现一个极点，并讨论了它们与$α$ -吸引子的关系.
2018-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
No-Go Theorem for Gauss-Bonnet Inflation without Inflaton Potential
最近，Kanti等人提出了一个有趣的暴胀方案，称为Gauss-Bonnet暴胀。\cite{Kanti:2015pda,Kanti:2015dra}。在模型中，没有暴胀子势，但暴胀子耦合到Guass-Bonnet项。在二次耦合的情况下，他们发现暴胀会以优雅的方式发生。这个场景很有吸引力，因为它的自然设置。然而，我们发现在这个暴胀模型中，张量扰动存在梯度不稳定性。我们进一步证明了没有暴胀子势的Gauss-Bonnet暴胀的不通过定理。
2015-12-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Pre-big bang bubbles from the gravitational instability of generic string vacua
我们将前大爆炸宇宙学的基本假设表述为"渐近过去平凡性“，即初始态是树能级低能有效作用量的一般微扰解。这样一个过去平凡的"弦真空“是由入射的引力波和超声波的任意集合组成的，通常倾向于引力不稳定性，导致可能形成许多隐藏着奇异类空超曲面的黑洞。每一个这样的奇异类空引力坍缩超曲面，在弦标架度规中，都变成了通常的大爆炸t=0超曲面，也就是说，在一段时间的强子驱动的暴胀之后，婴儿弗里德曼宇宙诞生的地方。专门的球对称的情况下，我们回顾和重新解释以前的工作，并提出了一个简单的，规模不变的标准崩溃/膨胀的渐近数据在过去的零无穷大。这些数据应该可以确定坍缩/暴胀是否、何时、何地发生，以及何时发生，并确定它的特征，包括大爆炸超曲面上的各向异性，这些特征的印记可能一直存在到现在。使用贝叶斯概率的概念，我们最后试图回答一些微调反对最近移动到前大爆炸的情况。
1998-06-29 astro-ph gr-qc hep-th
Stability of Hybrid Higgs Inflation
混合Higgs暴胀模型是一种混合型的Higgs暴胀模型，它将传统的非最小$ξ$耦合到标量曲率$R$上，而将新的Higgs暴胀模型耦合到爱因斯坦曲率张量$G_{μν}$上。该模型可以解释所有可能的张量标量比$r$的值所允许的当前CMB约束与适当的耦合参数的选择。然而，在暴胀后的振荡阶段，导数耦合可能会导致梯度不稳定性，就像新的Higgs暴胀模型一样。通过分析混合Higgs暴胀模型中振荡阶段的微扰行为，证明了新Higgs暴胀模型中的不稳定标量模在一定的耦合参数范围内是由非最小的$ξ$耦合稳定的.
2020-01-01 gr-qc hep-th
A Study of Structure Formation and Reheating in the D3/D7 Brane Inflation Model
我们研究了D3/D 7膜暴胀宇宙中的宇宙学涨落谱，特别关注了再加热阶段熵模的参量激发。同样的快子不稳定性，使再加热在这个模型中非常迅速，导致在预热阶段的熵波动的指数增长，这反过来又可能引起大规模的曲率波动的贡献很大。我们考虑到在物质场的长波长量子涨落的影响。作为这项工作的一部分，我们进行了再加热过程的分析。我们发现，预热的初始阶段进行的快子不稳定性通道。通过忽略快子衰变期间产生的局部涨落和分析由参数共振引起的剩余均匀场振荡的衰变，得到了暴胀子场中初始储存的能量转化为涨落所需时间的上界。我们表明，尽管事实上，共振是窄带型的，它是足够有效的快速转换的背景场的大部分能量转化为物质的波动。
2008-09-11 astro-ph gr-qc hep-ph
The Lame equation in parametric resonance after inflation
我们证明了闵可夫斯基时空中最一般的暴胀子势的形式为$V(ϕ)= λϕ^4/4+Kϕ^2/2+μ/(2ϕ^2)+V_0$，在这种情况下，物质场的傅里叶模的微分方程可化为Lamé方程.作为应用，我们研究了K=0和任意$λ,μ>0$的上述势在暴胀后的预热阶段。当暴胀子与物质场之间的耦合常数一定时，我们计算了封闭形式的不稳定区间和特征指数。
2000-09-08 hep-ph hep-th math-ph
