The Swampland Conjecture and F-term Axion Monodromy Inflation
我们继续研究弦论中的F项轴子单值暴胀,同时认真考虑模稳定化问题。对于一些封闭和开放的字符串模型,我们表明,他们遭受严重的控制问题,一旦试图实现trans-Planckian场漂移。更确切地说,如果不离开有效超引力理论的控制范围,就不能进行将场距离的对数标度延迟到跨普朗克值所需的通量调谐。我们的发现与精化沼泽地猜想的轴子扩展是一致的,说明在量子引力中,有效理论在超过普朗克尺度的场漂移中失效。我们的分析表明,模型的F-项轴子单值膨胀与张量标量比$r\ge O(10^{-3})$不能参数控制。
2017-03-27 hep-th
Kinetic Gravity Braiding and axion inflation
我们构造了一类新的具有高阶导数轴子场且服从常移对称性的暴胀模型。在通常的轴子(自然)暴胀中,轴子衰变常数被预测为超普朗克状态,这被认为与有效场论框架不相容。利用一种新的机制,起源于一个更高的衍生动力学重力编织(KGB)的轴子场,我们发现存在一个巨大的参数制度,在我们的模型中,轴子衰变常数可以自然地sub-Planckian。感谢克格勃有效地降低了普朗克常量。这种有效地降低的普朗克尺度为我们提供了进一步降低轴子场滚降其势的速度而不引入超普朗克轴子衰减常数的机制。我们还发现,与广泛的参数值,我们的模型诱导几乎尺度不变的功率谱在CMB实验中观察到的。
2013-03-11 gr-qc 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
Trans-Planckian censorship constraints on properties and cosmological applications of axion-like fields
本研究利用TCC约束N个类轴子场的衰变常数,得出f√N ≲ 0.6M_pl界限,证明该约束使轴子暴胀模型失效,但轴子quintessence模型在特定初始条件下仍与观测兼容。
2023-10-16 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
Natural inflation with multiple sub-Planckian axions
我们将自然暴胀的Kim-Nilles-Peloso(KNP)排列机制推广到具有$N>2$轴子的模型中,通过排列具有次普朗克基本衰变常数$f_0\ll M_{Pl}$的多个轴子的反常系数得到超普朗克有效轴子衰变常数$f_{\textrm{eff}}\gg M_{Pl}$.用两个轴子实现的KNP机制的原始版本要求一些异常系数应该是$f_{\textrm{eff}}/f_0$的量级,如果像最近的BICEP 2结果所建议的那样是$f_{\rm eff}/f_0 \gtrsim {\cal O}(100)$,那么这将是令人不安的大。我们注意到,如果轴子数$N$大到$N\ln N\gtrsim 2\ln (f_{\textrm{eff}}/f_0)$,则KNP机制可以用$\mathcal{O}(1)$的反常系数来实现,在这种情况下,对于表示整数值反常系数的典型大小的$n$,有效衰减常数可以增强为$f_{\rm eff}/f_0 \sim \sqrt{N !}\,n^{N-1}$。与需要$N \sim f_{\textrm{eff}}^2/f_0^2$的其他多个轴子场景(N-膨胀场景)相比,KNP机制具有不调用太大数量的轴子的优点,尽管它需要异常系数的特定对准,这可以在异常系数的随机选择下以${\cal O}(f_0/f_{\rm eff})$的概率来实现。我们还提出了一个简单的模型,实现了沿暴…
2014-09-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Twisting inflation to sub-Planckian axion decay constants
Illinois Center for Advanced Studies of the Universe & Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学);Higgs Centre for Theoretical Physics, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh(爱丁堡大学);Physics and Applied Mathematics Unit, Indian Statistical Institute(印度统计研究所)
本文研究了伪标量膨胀,允许 torsion 存在,并引入了非最小相互作用,探讨了伪标量与 Pontryagin 密度和 Nieh-Yan 不变量的耦合,发现这些相互作用能增加伪标量衰减常数并允许在陡峭势能上膨胀。
2026-01-28 gr-qc hep-th
On Natural Inflation and Moduli Stabilisation in String Theory
自然暴胀依赖于超普朗克的轴子衰变常数的存在。在弦论中,只有次普朗克的轴子衰变常数被发现在任何受控的区域。然而,在场论中,有可能通过在具有单个次普朗克衰变常数的轴子之间进行适当的对齐混合来产生增强的超普朗克衰变常数。我们研究了这种机制在弦论中的可能性。特别是,我们构建了一个新的实现IIA型弦论紧化的校准方案的卡-丘,通过通量诱导的校准。在场论中,原始衰减常数被认为与引起取向的参数无关。然而,在弦论中,它们是依赖于模的量,因此与负责混合的物理学引力相互作用。我们表明,这种引力效应的通量上的模量可以精确地取消任何增强的有效衰减常数。这种对有效超普朗克衰变常数的审查取决于卡-丘模空间的详细性质,并且在我们研究的所有例子和类中都存在。我们扩大这些结果一般的超势假设只有轴子超伙伴是固定的超对称,并能够显示一个大类的卡-丘流形,但不是所有的,抵消效应发生,是独立的超势。我们还研究了简单的模型,其中的模量是固定的非超对称,并发现类似的取消行为可以出现。最后,我们提出了一些意见,一个可能的推广到轴子单值通货膨胀模型。
2015-08-07 hep-ph hep-th
The trans-Planckian censorship conjecture from the swampland distance conjecture
从沼泽地距离猜想出发,利用大量弱耦合粒子的物种界,对最近提出的trans-Planckian审查猜想进行了推导.我们的论证证明了量子引力原理是如何要求跨普朗克量子涨落永远不应该穿过哈勃视界的。我们还评论如何对数校正的deSitter猜想自然产生这样一种方法时,放松的要求,参数遍历大距离场空间。
2020-02-20 gr-qc hep-th
Life-time of Metastable Vacuum in String Theory and Trans-Planckian Censorship Conjecture
本研究在IIB型弦理论膜极限下探讨亚稳态真空衰变的催化效应,发现DBI作用量非线性效应催生的特殊束缚态催化剂,推导了低能有效理论的量子力学简化形式并计算真空寿命,验证了弦标度比普朗克标度小至少一个数量级时存在满足TCC条件的窗口。
2023-05-01 hep-th
Aligned Natural Inflation and Moduli Stabilization from Anomalous $U(1)$ Gauge Symmetries
为了在弦框架下获得大张量标量比的自然暴胀,我们需要一种特殊的模量稳定机制来分离Kähler模量的实部和虚部在不同尺度下的质量,并从次普朗克轴子衰减常数中获得trans-Planckian轴子衰减常数.在这项工作中,我们稳定的物质场的F-项和Kähler模量的实分量的两个异常$U(1)_X\times U(1)_A$对称性的D-项强烈在高尺度下,而相应的轴子保持轻,由于它们的Fayet-Iliopoulos(FI)项在模量稳定。在双基本表象下,利用具有大质量物质场的隐规范对称性$SU(n)\times SU(m)$的高吉诺凝聚,得到了跑道型轴子超势.通过Kim-Nilles-Pelroso(KNP)机制的轴子排列对应于我们模型中两个Kähler模量的近似$S_2$交换对称性,轻微的$S_2$对称性破缺导致超普朗克衰变常数的自然暴胀.
2014-07-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Brane inflation and Trans-Planckian censorship conjecture
考虑了trans-Planckian审查猜想对膜暴胀模型的约束。该结构提出了一个上限的主要参数,包括温度,膨胀时间,潜在的,和张量标量比参数$r$。我们确定,由此产生的约束可能比我们对标准暴胀模型的约束更强。约束一般取决于膜张力,并得出结论,该猜想也限制膜张力的值,以具有模型的一致性。限制膜张力变成了五维普朗克质量的决定性值。
2021-02-12 gr-qc hep-th
Trans-Planckian Censorship Conjecture and Early Universe Cosmology
我回顾了“跨普朗克审查猜想”(TCC)及其对宇宙学的影响,特别是对暴胀宇宙的情况。虽然暴胀情景受到TCC的严格限制,但其他早期宇宙情景并不受限制。
2021-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Warping the Weak Gravity Conjecture
如果弱引力猜想成立,那么它通过将轴子衰变常数限制在次普朗克范围内,排除了自然暴胀的简单模型。我们重新审视了实现自然暴胀的弦的尝试,在一个弯曲的喉咙里,从D膜中得到一个开弦的公理暴胀子。我们表明,翘曲允许所需的超普朗克轴子衰变常数实现一致的弱引力猜想。然而,在大的轴子衰变常数和高的弦尺度之间存在着张力,在所有使用微扰弦论实现大场暴胀的尝试中,都很难达到所需的高弦尺度。根据我们的结果对广义弱引力猜想作了评论。
2015-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Notes on the Quantum Corrections of Swampland and Trans-Planckian Censorship Conjecture
本文从具有量子修正的熵束缚,即量子形式的Bousso束缚和能量条件出发,讨论了de Sitter沼泽地和trans-Planckian审查结构(TCC)。我们考虑了准德西特时空中纠缠熵的典型贡献。TCC没有太多的修正,而德西特沼泽地猜想的能量条件的界限可以放宽,由于量子修正。
2021-03-27 gr-qc hep-ph hep-th
Breathing Comoving Hubble: Initial Condition and Eternity in view of the trans-Planckian Censorship Conjecture
在本文中,我们提出了这样的想法,即共同运动的哈勃视界经历了多个阶段的收缩(a.k.a.)。通货膨胀阶段)和扩张。可观测到的膨胀,产生了CMB各向异性,并产生了原始的引力波,随后是多次早期和晚期的膨胀。反普朗克审查猜想限制了每个暴胀阶段的持续时间,并决定了它们的哈勃率。早期的暴胀可能在宇宙从普朗克时代出现后立即开始。它缓解了较低规模可观察通货膨胀的初始条件问题。后期的通货膨胀共同帮助可观察到的通货膨胀适应当前的水平。此外,它使永恒的暴胀成为可能,并与暴胀相一致。
2019-11-27 gr-qc hep-th
Kinetic gravity braiding and natural inflation in the light of BICEP2 and PLANCK
在我们以前工作的基础上,根据最近的宇宙学实验BICEP 2和PLANCK,我们构造了一个具有高阶导数轴子场的暴胀唯象模型。为了得到重要的宇宙学参数$(n_s,r)$的观测值,我们对轴子采用了与常移对称性相容的高次微分动力学项,称为动力学重力辫(KGB)。唯象地,我们选择一种特殊形式的编织函数$M(ϕ)$,它正确地再现了观测值的$(n_s, r)$的基础上最近的宇宙学观测。此外,我们还发现轴子衰变常数$f$和暴胀尺度$Λ$自然地与暴胀结束后的再加热相一致。在足够数量的e折叠${\cal N}$中,我们还发现了轴子场$Δϕ\simeq f$的次普朗克场漂移.
2015-01-18 gr-qc hep-th
Weak Gravity Strongly Constrains Large-Field Axion Inflation
基于具有平移对称性的类轴子场的大场暴胀模型可以简单而自然,并对可探测的原始引力波做出有希望的预测。众所周知,弱引力猜想限制了一个最简单的情况,即一个单一的致密轴子从额外维度的规范场下降。我们认为,弱引力猜想也限制了各种理论的多个紧凑的轴子,包括N-flation和一些对齐模型。我们表明,其他对齐模型需要令人惊讶的后果如何在整个轴子模空间的理论的质谱变化,因此可以排除,如果进一步approachtures举行。在我们考虑的每一种情况下,合理的假设都导致场范围在参数上不可能大于普朗克尺度。我们的研究结果强烈暗示了基于紧轴子的大场暴胀模型中的普遍不一致性,并且可能暗示了一个更普遍的原则,即禁止超普朗克场范围。
2015-10-16 hep-th
A refined trans-Planckian censorship conjecture
我们提出了一个改进的trans-Planckian审查猜想(TCC),它可以从强标量弱引力猜想结合一些熵界来阐述。特别是,在改进的TCC中不需要对通货膨胀模型构建进行微调,并且它自动通过了支持原始TCC的那些字符串示例的测试。此外,我们改进的TCC可以与山顶永恒通货膨胀相一致。
2020-09-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Is Trans-Planckian Censorship a Swampland Conjecture?
在宇宙加速膨胀的过程中,次普朗克尺度的量子涨落可以被拉伸到视界之外,并被视为有效的经典。最近,人们已经证明,这种跨普朗克模式的视界穿越从来没有发生在量子引力理论(trans-Planckian审查猜想,TCC)。我们指出了这个猜想的几个概念问题,它本身就是对理论中可能方案的限制的陈述:相比之下,标准的沼泽地猜想是对量子引力景观中可能理论的限制。我们强调沼泽地普适性的概念,即沼泽地猜想约束在一个给定的有效场论的任何可能的情况。为了清楚地说明问题,我们介绍了几个版本的猜想,其中TCC条件施加不同的情况下,在一个给定的理论实现。我们指出,这些不同版本的猜想导致了可观察到的差异:另一个宇宙中的TCC破坏可以排除一个理论,而这种景观的减少限制了我们宇宙中可能的预测。我们的分析提出了一个问题,即trans-Planckian审查猜想是否可以被看作是一个关于UV完成存在的沼泽地猜想。
2019-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spectator Axions in String Inflation and Primordial Black Holes
Università di Bologna(博洛尼亚大学);INFN, Sezione di Bologna(意大利国家核物理研究所博洛尼部分所);University of Manitoba(曼尼托巴大学);University of Winnipeg(温尼伯大学)
本研究探究弦理论纤维暴胀中轴子的动力学,发现亚普朗克衰变常数轴子多不影响曲率扰动功率谱,特定参数轴子可增强扰动以辅助原初黑洞成核。
2026-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Infinite Distances and the Axion Weak Gravity Conjecture
轴子弱引力猜想意味着当参数增加轴子衰变常数时,瞬子修正变得越来越重要。通过研究IIA型弦论的Calabi-Yau紧化中R-R轴子的耦合,我们为这一猜想的有效性提供了强有力的证据.具体来说,我们考虑了所有可能的无限距离限制在复杂的结构模空间和确定的轴子衰变常数,在一定的路径无关的方式参数增长。然后,我们认为,对于这些限制的D2-膜瞬子塔减少行动可以确定。这些瞬子保证了与多轴子弱引力猜想相关的凸壳条件不能被参数化地违反。为了证明这种瞬子的存在,我们采用并推广了最近关于沼泽地距离猜想的见解。我们的结果是一般的,不限于具体的例子,因为我们使用的一般结果的增长的霍奇度量和sl(2)-分裂的三种形式的上同调与每个极限。
2019-05-02 hep-th
Operator size at finite temperature and Planckian bounds on quantum dynamics
在强耦合量子系统中,耗散时间尺度$τ$服从“普朗克”束缚$τ\gtrsim \frac{\hbar}{k_{\mathrm{B}}T}$。尽管有许多间接证据,但是,没有已知的$τ$,这个界限是普遍的。在这里,我们定义在有限温度下的运营商的大小,并推测这样一个$τ$:小运营商变得大的时间尺度。所有已知的多体理论都与这个猜想相一致。这个界限解释了为什么以前的普朗克界限并不总是适用于弱耦合理论,以及普朗克时间尺度如何与输运和混沌相关。
2019-05-30 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Instanton Interactions and the Axion Weak Gravity Conjecture
Department of Physics, Ben-Gurion University of the Negev(内盖夫本-古里安大学物理系)
本文通过长程瞬子相互作用提出排斥性轴子弱引力猜想,该猜想对瞬子作用量施加界限,在紫外完备例子中蕴含并强于通常表述,且指出无质量标量场缺失时轴子衰变常数界限可能改变。
2026-09-16 hep-th
On the Trans-Planckian Censorship Conjecture and the Generalized Non-Minimal Coupling
我们研究了跨普朗克审查猜想(TCC)和由此产生的暴胀宇宙学的界限。在调查中,我们分析TCC界的约旦和爱因斯坦框架中存在的一个通用的非最小耦合(重力)项。这一项允许我们使用它给暴胀拉格朗日量带来的函数自由作为有效普朗克质量。在这个意义上,我们认为应该考虑TCC的有效普朗克质量的初始场值。我们表明,作为一个结果,人们可以删除TCC上界,而不需要产生一个新的过程或超越标准的通货膨胀机制,广义非最小耦合,希格斯玻色子的破缺潜力。
2021-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Axion-Instanton Weak Gravity Conjecture and Scalar Fields
研究了在标量场存在下的弱引力猜想。弱引力猜想是量子引力理论的一个相容性条件,该理论认为对于U(1)规范场,存在一个在该场下带电的粒子,其质量由其电荷限定。它被扩展到一个关于任何(p - 1)维对象和p-形式耦合的规范对的陈述,特别是轴子-瞬子对。规范-标量弱引力猜想是这个界限的修正,它包含了标量相互作用。我们提出了一个类似的扩展的情况下,标量场存在的轴子瞬子弱引力猜想和IIA型超引力提供的证据。
2023-02-22 hep-th
Distance, de Sitter and Trans-Planckian Censorship conjectures: the status quo of Warm Inflation
在这个简短的说明中,我们指出,温暖的通货膨胀的情况下,仍然是青睐于它的冷对应的最近提出的构造,其目的是推翻德西特的建设,在字符串景观。另一方面,正则冷(单场慢滚)暴胀模型,与先前提出的德西特猜想有矛盾,现在变得更不可能在弦景观中实现,因为这些场景无法同时应付德西特和trans-Planckian审查。
2019-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Standard Cosmological Models and the trans-Planckian Censorship Conjecture
trans-Planckian censorship猜想(TCC)为德西特时空的寿命设定了一个上限。它对暴胀宇宙学有直接的影响。在标准范式中,宇宙经历了一个单一的膨胀阶段,并遵循一个热历史。然后,TCC在膨胀期间将哈勃参数的上限设置为$H_{\rm inf}$,大约为$0.1$ GeV。因此,它意味着对暴胀的初始条件进行了严格的微调,并且无法检测到原始引力波。在这篇笔记中,我们研究非标准的宇宙学范式与非热历史和/或多个阶段的暴胀。它的动机是弦论紧化和轴向场景中的模/轴子场是有效的早期宇宙。在早期的物质支配中,$H_{\rm inf}$上的TCC束缚可以提高到3个数量级。在多重暴胀情景中,可观测到的暴胀的上限可以提高到$10^{14}$ GeV,以接近普朗克2018年的上限。
2020-01-14 gr-qc hep-th
Thermal, Trapped and Chromo-Natural Inflation in light of the Swampland Criteria and the Trans-Planckian Censorship Conjecture
我们考虑热,捕获和色自然膨胀的沼泽地标准和跨普朗克审查猜想(TCC)。由于热膨胀发生在能量低于大统一的情况下,它与TCC一致,也与改进的沼泽地条件一致。陷获暴胀和色自然暴胀是原初(高能标度)暴胀的候选者。由于在这两种情况下,标量场运动方程中都有有效的阻尼项,因此模型可以很容易地与沼泽地准则相一致。另一方面,TCC限制这些场景仅在低能量下发生。
2020-06-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On Axionic Field Ranges, Loopholes and the Weak Gravity Conjecture
在这个简短的说明中,我们澄清了弱引力猜想对(广义)自然暴胀模型的影响的一些方面。我们特别解决某些技术和概念上的问题,最近提出的严格限制和结论,发现在我们以前的工作(arXiv:1503.04783)。我们还指出了试图规避这些限制所面临的困难。这些新的考虑提高了对我们发现的量子引力约束的理解,并进一步支持了轴子驱动自然暴胀仍然具有挑战性的结论。
2015-04-02 hep-th
Universal Upper Bound on the Inflationary Energy Scale from the Trans-Planckian Censorship Conjecture
我们研究了最近提出的跨普朗克审查猜想(TCC)对暴胀能量标度的约束。我们发现一个普遍的上限膨胀哈勃膨胀率$H_\text{inf}$,这是唯一的再加热温度$T_\text{rh}$:$H_\text{inf}/M_\text{Pl}\lesssim T_0/T_\text{rh}$,其中$T_0$是光子温度今天决定。上限可以通过具有临界状态方程参数$w\approx-1/3$的暴胀后振荡阶段或通过具有多个阶段的暴胀模型来饱和。在大爆炸核合成所需的最低再加热温度下,CMB尺度下张量标量比$r$的上限为$r\lesssim10^{-8}$,这在许多弦激发的暴胀模型中都可以实现。
2020-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Positivity of the gravitational path integral implies the axionic weak gravity conjecture
Leinweber Institute for Theoretical Physics and Department of Physics, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校莱因韦伯理论物理研究所与物理系);RIKEN iTHEMS Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences(理化学研究所 iTHEMS 跨学科理论与科学中心);Joseph Henry Laboratories, Princeton University(普林斯顿大学约瑟夫·亨利实验室);Department of Physics, Harvard University(哈佛大学物理系)
研究通过引力路径积分的正性约束,揭示了轴子弱引力猜想的精确形式及数值常数,探讨了其与其他swampland猜想的关系及弦论中轴子的物理影响。
2026-05-06 hep-th
Cosmological Trans-Planckian Conjectures are not Effective
值得注意的是,宇宙微波背景辐射所揭示的原始涨落,与量子涨落在宇宙加速膨胀时在天空中伸展的样子是一致的。人们已经观察到,如果把它外推到足够远的过去,同样的拉伸也会带来非常小的--甚至是反普朗克的--长度尺度,直到可观测的尺寸。这可能会危及后来对晚期宇宙学的描述,因为它会在所有计算中引入不受控制的跨普朗克理论误差。最近的猜测,如跨普朗克审查猜想(TCC),已经开发,以避免这个问题。我们重新讨论了旧的论点,为什么有效场论(EFT)的一致性(和控制)管理后期宇宙学不一定受到威胁的下降模式由于普遍的膨胀,即使EFT方法可能会打破在更早的时候。只有当后期预测依赖于早期的非绝热行为时(例如,对于弹跳宇宙学来说,这通常是正确的),EFT方法的失败才会造成问题。我们用简单的非引力的例子来说明我们的论点,如缓慢滚动的标量场和在缓慢变化的磁场中带电粒子的朗道能级之间的间距,对于这些例子,出现了类似的问题,并且更容易理解。我们评论与UV完成相关的问题。我们的论证不需要否定像TCC这样的推测性观点,但表明它们不是当前证据所必需的。
2020-11-05 gr-qc hep-ph hep-th
Sharpening the Supersymmetric Axion Weak Gravity Conjecture
Max-Planck-Institut für Physik (Werner-Heisenberg-Institut)(马克斯·普朗克物理研究所(维尔纳·海森堡研究所));Harvard University(哈佛大学);Durham University(杜伦大学)
通过三种互补方法验证轴子弱引力猜想中的特定系数,并推导出超对称瞬子的更强约束。
2026-05-21 hep-th
Large-Field Inflation with Multiple Axions and the Weak Gravity Conjecture
本文讨论了弱引力猜想(WGC)对含有大量轴子$N$的大场暴胀一般模型的意义。我们首先表明,从自下而上的角度来看,这样的模型承认各种不同的制度的有效轴子衰变常数的增强,这取决于对齐的数量和瞬子项的数量,有助于标量势。这包括相对于$N$的无增强、幂律增强和指数增强的机制。作为特例,我们恢复了$N$ -flation的毕达哥拉斯增强,Bachlechner,Long和McAllister导出的$N$和$N^{3/2}$增强以及Choi,Kim和Yun的指数增强。然后,我们从与量子引力的一致性要求出发,分析了这些模型受到哪些自上而下的约束。特别是,WGC似乎意味着,有效的轴子衰变常数的增强必须不增长参数与$N$为$N \gg 1$。另一方面,最近的工作提出,在某些情况下,轴子可能会违反这个界限。我们的一般表达式的增强允许我们将这种可能性转化为一个条件的瞬子耦合到轴子的数量。我们认为,在大的$N$,与量子引力一致的模型必须要么允许超普朗克场漂移,要么有一个巨大的,甚至可能是指数级大,在标量势占主导地位的瞬子项的数量。
2016-02-08 hep-th
Super-Planckian Spatial Field Variations and Quantum Gravity
我们研究的情况下,一个标量场有一个空间变化的真空期望值,使总场的变化是超普朗克。我们着重讨论了标量场控制U(1)规范场耦合的情形,这使我们能够将弱引力猜想应用于这种组态。我们表明,这导致了一个量子引力,作为一个标量场在场空间的变化渐近线到无穷大,必须存在一个无限的塔的状态,其质量作为指数函数的标量场的变化减少的限制属性的证据。我们确定的速率,在该状态的质量达到这个指数的行为表明,它发生后,场的变化通过普朗克尺度迅速。
2017-03-14 gr-qc hep-th
Trans-Planckian Censorship Conjecture and Non-thermal post-inflationary history
最近提出的跨普朗克审查猜想(TCC)可以用来限制暴胀的能量尺度。然而,这些结论取决于对宇宙后暴胀历史的假设。例如,在热膨胀后历史的标准情况下,宇宙从膨胀结束到辐射物质平等的时代一直处于辐射主导地位,TCC被用来证明膨胀期间的哈勃参数$H_{\inf}$低于${\cal O}(0.1) ~{\rm GeV}$。具有非热后暴胀历史的宇宙学情景是标准情景的动机良好的替代方案,找出TCC对这种情景施加的可能约束是有趣的。在这项工作中,我们发现的TCC兼容绑定在$H_{\inf}$,如果核合成前的后暴胀历史是非热的增强量。然后,我们认为,如果TCC是正确的,对于一个大类的场景,它是不可能的宇宙已经经历了一个阶段的模统治。
2019-10-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Mass bound for primordial black hole from trans-Planckian censorship conjecture
最近提出的trans-Planckian审查猜想(TCC)对暴胀哈勃尺度施加了强约束,通过考虑非瞬时再加热历史,其上限可以在很大程度上放宽。在本文中,我们将表明,如果原始黑洞(PBH)的形成在再入辐射占主导地位的时代,在小尺度上的增强曲率扰动,TCC将强加一个下界的PBH质量$M_\mathrm{PBH}>γ(H_\mathrm{end}/10^9\,\mathrm{GeV})^2\,M_\odot$,无论再加热历史的细节,其中$γ$是崩溃效率因子和$H_\mathrm{end}$是哈勃尺度结束的通货膨胀。特别是,如果膨胀的哈勃尺度大于10 TeV,那么目前PBH构成所有冷暗物质的开放窗口可以完全排除。对于在早期物质主导时代形成的PBH的情况下,获得了质量上界。
2020-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Weak Gravity Conjecture and the Axionic Black Hole Paradox
在具有微扰无质量2-形式(与轴子对偶)的理论中,黑洞蒸发过程中可能出现一个悖论。史瓦西黑洞可以支持一个非平凡的威尔逊线型场,也就是围绕黑洞视界的2-形式的积分。在这样一个“轴子黑洞”蒸发后,威尔逊线必须由以前被黑洞占据的区域中相应的3-形式场强所支持。在轴子衰变常数f较小的极限下,这种场配置所需的能量太大。自然的解决办法是通过光弦的存在,这使得黑洞能够足够早地“脱落”它的轴子头发。这在2-形式的背景下产生了一个新的弱引力类型的论点:小耦合,在这种情况下f,强制存在轻弦或低截止。我们还讨论了如何修改这一论点的情况下,弱耦合制度是通过一个适当的测量模型与矢量场和两个2-形式的低能有效理论。
2017-03-24 hep-th
Instanton Resummation and the Weak Gravity Conjecture
我们发展了瞬子格点级数的重算方法。使用这些工具,我们调查的后果弱引力猜想的大领域轴子通货膨胀。我们发现子格弱引力猜想隐含着对轴子基本区域体积的限制。然而,我们也确定了条件下,对齐和发条结构,和一个新的变种,我们设计的N-膨胀,可以逃避这个约束。我们的结论是,一些类的低能有效理论的大领域的轴子膨胀是一致的弱引力猜想的最强的建议形式,而其他人不。
2019-10-30 hep-th
Negative scalar potentials and the swampland: an Anti-Trans-Planckian Censorship Conjecture
本文提出反跨普朗克审查猜想(ATCC),刻画量子引力有效理论中负标量势的渐近行为,推导出$-V'/V$与$V''/V$的下界,并外推至反德西特解,预言标量质量满足$m^2 l^2 \lesssim -2$。
2023-04-27 gr-qc hep-ph hep-th
Emergence and the Swampland Conjectures
大古里-瓦法沼泽猜想声称,在任何相容的量子引力理论中,当在标量场空间中冒险到很远的距离时,一个粒子塔将以场空间距离的指数速率变轻。我们提供了一个新的观点:如果我们假设一个状态塔在场空间中的一个特定点附近变轻,我们进一步要求环校正驱动引力和标量在一个共同的能量标度强耦合,那么粒子在普朗克单位的场空间距离内以指数速度变轻的要求自动遵循。此外,同样假设标量场和引力子具有共同的强耦合标度,这意味着当标量场在超普朗克距离上演化时,粒子的平均质量会发生与截止能量数量级相当的变化。这支持了先前的建议,即场空间中的显著超普朗克偏移不能在单个有效场论中描述。我们评论的关系,我们的结果弱引力猜想。
2018-02-23 hep-th
Moduli Axions, Stabilizing Moduli and the Large Field Swampland Conjecture in Heterotic M-Theory
本研究针对杂化M理论的现实真空问题,提出结合多种非微扰超势的势能推导方案,实现多类模的完全稳定,并验证所得真空满足大标量场沼泽地猜想。
2024-05-13 hep-th
Axion-Scalar Dynamics: from the Distance Conjecture to Cosmic Acceleration
KU Leuven(荷语鲁汶大学)
研究轴子-标量系统在IIB/F理论流紧化渐近极限下的宇宙学,探讨距离猜想的扩展,并发现有限距离极限下宇宙加速膨胀的新型解。
2026-05-11 hep-th
A Power-law Inflation Tail for the Standard $R^2$-Inflation and the Trans-Planckian Censorship Conjecture
针对标准慢滚暴胀的跨普朗克审查猜想问题,本文提出在$R^2$引力主导的慢滚时代后引入由指数势标量场驱动的幂律暴胀尾部,从而解决该猜想并修正Swampland猜想。
2025-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Gravity Meets DESI: Dynamical Dark Energy in Light of the Trans-Planckian Censorship Conjecture
本研究结合DESI DR2观测数据与跨普朗克 censorship 猜想(TCC),约束动力学暗能量及修改引力模型,发现可行场景需渐近减速,为新物理提供启示。
2025-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modified natural inflation: A small single field model with a large tensor to scalar ratio
本文根据最近的宇宙学实验BICEP 2,详细探讨了一个修正的单场自然暴胀唯象模型。我们的主要目标是构造一个暴胀模型,该模型不仅能预言$(n_s, r)$等重要的宇宙学量,而且与实验观测相一致,而且与低能有效理论框架相一致。因此,除了$M_p$和我们感兴趣的量之外,所有的基本尺度都应该在次普朗克区域内。为了实现我们的目标,我们修改了通常的单场自然暴胀模型的一个特定形式的高阶导数动力学项称为动力学重力编织(KGB)。我们构建这样一个模型的指导原则之一是轴子的恒定移位对称性。我们选择了克格勃项的形式,使得它能预测所需的$n_s\simeq 0.96$值和一个大的张量标量比$r> 0.1$。重要的是,对于广泛的参数空间,我们的模型具有亚普朗克轴子衰变常数$f$和膨胀尺度$Λ$。然而,充气结束后的再加热限制了$f$的值,因此我们无法使$f$显著低于$M_p$。此外,对于足够数量的e-折叠${\cal N} \gtrsim 50 $,我们发现轴子场$Δϕ\simeq f$的亚普朗克场漂移。我们还详细讨论了自然预热机制在我们的模型的基础上最近提出的陈-西蒙耦合。我们发现这种重力介导的预热在我们的模型中很难实现。通过我们的一般分析论证,我们还想强调,陈-西蒙斯介导的预热在任何慢卷暴胀模型中都不太可能发生。
2015-01-09 gr-qc hep-th
Higher-Group Symmetries and Weak Gravity Conjecture Mixing
在四维轴子电动力学中,$θF \wedge F$形式的陈-西蒙斯耦合导致背景规范场之间的高群全局对称性。同时,这种Chern-Simons耦合导致了轴子和规范场的弱引力猜想之间的混合,使得满足弱引力猜想的轴子弦的带电激发也将满足规范场的弱引力猜想。在本文中,我们认为这些更高群对称性和弱引力猜想混合现象是相互关联的。我们证明了这种关系可以扩展到5维、6维、7维、8维、9维和10维的超引力,因此更高维的超引力恰好被赋予了确保与突现的更高群对称性和弱引力猜想保持一致所需的结构。我们进一步指出,弱引力猜想的类似混合可以发生在两项陈-西蒙斯理论或具有动力学混合的理论中,尽管这里与更高群对称性的联系更加脆弱,因此对有效场论的约束也不那么尖锐。
2022-02-09 hep-th
Constraints on Axion Inflation from the Weak Gravity Conjecture
我们从弦理论和量子引力的角度推导出基于衰变常数对齐的轴子膨胀模型所面临的约束。特别是,我们调查的前景对齐和“反对齐”的$C_4$轴子衰变常数在IIB型弦论,推导出严格的不去的结果在后一种情况下。我们讨论了弱引力猜想的轴子衰变常数的关系,并证明我们的弦理论的限制和那些来自“广义”弱引力猜想之间的协议。最后,我们考虑一个特定的模型的衰变常数对齐,其中的潜在的$C_4$轴子在IIB型紧化的卡-丘三倍占主导地位的贡献从$D7$ -膜,指出,这个模型回避了一些挑战,我们的论文中得到的早期,但高度限制其他几何考虑。
2015-09-08 astro-ph.CO hep-th
Elementary Constituents Conjecture
本研究提出量子引力配边类可被普朗克量级张力的基本生成元平凡化的猜想,结合吸引子机制及例子指出有效场论场空间存在对应区域,在沼泽地计划中整合了配边缺陷的运动学与动力学。
2025-11-17 hep-th
What is the Magnetic Weak Gravity Conjecture for Axions?
电弱引力猜想要求具有大衰减常数$f$的轴子与轻瞬子耦合。由此产生的大的瞬时修正对自然暴胀造成了问题。我们探讨了另一种论点的基础上的磁性弱引力猜想的轴子,我们试图使更精确。粗略地说,它要求在有效理论中存在与对偶2-形式场耦合的最小带电弦。最天真的是,这样的大- $f$弦弯曲空间太多,不能作为静态解存在,因此排除了大- $f$轴子。更保守地说,人们可能会允许非静态弦解扮演所需带电物体的角色。在这种情况下,拓扑暴胀将拯救超普朗克轴子。此外,在基于两个亚普朗克轴子的低能有效理论中,可能出现一个大的- $f$轴子。由此产生的有效弦是由几个基本弦和畴壁构建的复合对象。它可能满足也可能不满足磁性弱引力猜想,这取决于后者被解释得有多严格,以及这个复合物体的宇宙动力学,这仍然有待完全理解。最后,我们回想一下,在余维1的情况下,大场膜暴胀是天真地可能的。我们展示了如何弦理论的反作用关闭这个明显的漏洞大- $f$(非周期性)的伪轴子。
2017-03-28 gr-qc hep-th
Aligned natural inflation with modulations
弱引力猜想适用于对齐的自然暴胀表明,一般可以有一个调制的暴胀子潜力,与次普朗克轴子尺度确定的周期。我们研究了这种调制引起的原始功率谱的振荡,并讨论了由此产生的观测约束模型。
2016-01-07 astro-ph.CO hep-th
Quintessence Axion Revisited in Light of Swampland Conjectures
我们指出,沼泽地结构,禁止在量子引力中存在全局对称性和(Meta)稳定的de Sitter真空,为电弱SU(2)规范理论挑选了一个动力学轴子作为精粹场的自然候选者。电弱轴子的势能为暗能量提供了一个有吸引力的候选者。我们讨论了来自弱引力猜想、来自没有全局对称性的猜想和来自观测的约束,这些约束可以在标准模型的超对称扩展中优雅地得到满足。
2019-11-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th