Cosmological Consequences of String Axions
暴胀过程中产生的轴子涨落导致宇宙微波背景辐射的等曲率和非高斯温度涨落。根据先前的分析模型独立的弦轴子,我们考虑的后果,这些波动的测量两个额外的弦轴子。除了在暴胀期间轴子是无质量的之外,我们这样做与任何宇宙学假设无关。第一个轴子已被证明解决强CP问题的大多数紧化的杂种优势字符串,而第二个轴子,这并不解决强CP问题,服从一个质量公式,这是独立的轴子规模。我们发现,如果在H_inf \apprge 10 ^13 GeV的暴胀过程中,用普朗克偏振测量实验观测到由暴胀引起的引力波,那么第一个轴子的存在就被排除了,第二个轴子也不能服从标度无关的质量公式。在附录中,我们定量地证明了经常持有的假设,即温度T \apprle Λ_QCD可以忽略对零温度QCD轴子质量的温度修正。
2006-06-11 hep-th
Systematics of Axion Inflation in Calabi-Yau Hypersurfaces
我们开始全面调查的IIB型弦论的卡-丘超曲面在环面品种紧化的轴子膨胀。对于Kreuzer-Skarke数据库中的每一个具有$h^{1,1} \le 4$的三重,我们计算Kähler模空间上的度量,以及刚性因子上的欧几里得D3-膜的四种形式的轴子荷矩阵。这些电荷编码了通过对准来扩大场范围的可能性。然后,我们确定的膨胀场范围$Δϕ$,导致领先的瞬子潜力,在没有monodromy的上限。在这个合奏领域的范围上的约束是$Δϕ\lesssim 0.3 M_{\rm{pl}}$,在一个最小的曲线体积是$(2π)^2α'$的紧致化,我们认为,西格玛模型的扩展是充分控制。由对齐引起的最大增加是因子$\approx 2.6$。我们还研究了一组三倍的$h^{1,1}$到$100$和表征其轴子电荷矩阵。我们将讨论如何修改我们的研究结果的影响orientifolding,七膜,通量。
2016-03-03 hep-th
Axion Landscape Cosmology
我们研究复杂多轴子理论的宇宙学。在O(100)场和大统一尺度能量下,这些理论包含了大量的真空、暴胀轨道和一个自然的暗物质候选者。我们证明了真空在宇宙学时间尺度上是稳定的。在一个单一的理论中,大场和小场暴胀都是可能的,并产生广泛的宇宙学观测值,真空衰变可以伴随着相对大量(> 60)的暴胀。由引力瞬子稳定的轻轴子可能构成一种天然的暗物质候选者,它不会破坏强CP问题的轴子解。
2018-10-05 hep-th
Axion inflation with cross-correlated axion isocurvature perturbations
在超弦理论的框架下,我们研究了暴胀的情况,其中暴胀子是一个产生绝热曲率扰动的轴子,而存在另一个产生等曲率扰动的轻轴子。我们讨论了弦轴子之间的非平凡耦合是如何普遍产生的,并通过具体的例子计算了绝热模和等曲率模之间的互相关。基于Planck对一般相关等曲率扰动的分析,我们证明了轴子单值暴胀倾向于相关等曲率模的存在,而自然暴胀则不倾向于相关等曲率模.
2015-09-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on small-field axion inflation
本文研究了一般小场轴子暴胀,它们是自然暴胀和轴子单值暴胀所提出的多项式函数和正弦函数的混合。为了不破坏大爆炸核合成和过度产生源于QCD轴子的等曲率扰动,导致成功的轴子暴胀的轴子衰变常数受到严格的限制。反过来,我们发现,宇宙学上有利的轴子衰变常数通常是大统一尺度或弦尺度的顺序,这是符合封闭弦轴子的预测。
2017-04-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Challenge of Realizing F-term Axion Monodromy Inflation in String Theory
本文系统地分析了在IIB型弦论中通过磁通诱导超势实现单场F项轴子单值暴胀的可能性。在这个定义明确的设置所产生的条件下,模量稳定考虑,我们专注于复杂结构的模量,但忽略了Kaehler模量部门。我们的分析导致了一个不去定理,如果暴胀涉及的普遍轴子。此外,我们构建了一个明确的例子F-项轴子单值膨胀,其中一个单一的类轴子字段是分层轻于所有剩余的复杂结构的模。
2015-01-13 astro-ph.CO hep-th
Axion Inflation and Affleck-Dine Baryogenesis
弦论一般地预言了阿弗莱克-戴恩场和轴子场通过高维算符的耦合。因此,我们探讨阿弗莱克-Dine重子的轴子背景。事实证明,即使没有软超对称破缺的$A$项,在暴胀之后,轴子振荡也会产生足够的宇宙重子不对称性。这种重子生成的情形也适用于弦的轴子暴胀。
2017-04-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Small field axion inflation with sub-Planckian decay constant
我们研究了IIB超弦理论框架内最近提出的一个轴子膨胀模型,其中我们特别注意一个亚普朗克轴子衰变常数。我们的轴子势可以导致具有小张量标量比的小场暴胀,并且典型的再加热温度可以低至GeV。
2016-06-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Chromo-Natural Inflation: Natural inflation on a steep potential with classical non-Abelian gauge fields
我们提出了一个由一个轴子标量场耦合到一组三个非阿贝尔规范场组成的暴胀模型。我们的模型的新要求是,规范场开始膨胀与旋转不变的真空期望值(VEV),通过识别SU(2)规范不变性与旋转在三维中保存。规范VEV与轴子的背景值相互作用,导致吸引子的解决方案,表现出缓慢的滚动膨胀,即使轴子衰减常数具有自然值($<M_{\rm Pl}$)。假设一个正弦势的轴子,我们发现,通货膨胀继续,直到轴子潜在的消失。轴子沿其势运动的速度由其与规范VEV的相互作用调制,而不是由其裸势的斜率决定。亚普朗克轴子衰变常数消失小张量标量比预测,一个直接后果的Lyth界。控制轴子和规范场之间相互作用强度的参数需要对$\mathcal{O}$(100)进行技术上自然的调谐。
2012-06-21 astro-ph.CO hep-th
Solving the Tension between High-Scale Inflation and Axion Isocurvature Perturbations
BICEP 2实验确定了膨胀期间的哈勃参数约为$10^{14}$ GeV。如果Peccei-Quinn(PQ)对称性在暴胀期间和之后保持破缺,那么如此高的暴胀尺度与QCD轴子暗物质处于紧张状态,因为会产生太大的轴子等曲率扰动。如果轴子在膨胀过程中获得足够大的质量,那么轴子等曲率扰动可以被抑制。我们表明,这是实现的,如果PQ对称性被明确打破了离散对称性,如果打破是在通货膨胀期间增强。我们还表明,即使在膨胀后PQ对称性自发破缺,这种暂时增强的PQ对称性破缺放松了对轴子衰变常数的约束。
2014-08-19 astro-ph.CO hep-ph 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
Axion Cosmology and the Energy Scale of Inflation
我们调查的观测约束的参数空间的通货膨胀和轴子和映射出两个允许的窗口:经典窗口和通货膨胀的人择窗口。后者的宇宙学特别有趣;暴胀轴子宇宙学预言宇宙微波背景中存在等曲率波动,其幅度随着暴胀的能量尺度和轴子中暗物质的比例而增长。统计参数支持后者的实质性价值,因此当前等曲率波动的界限意味着对通货膨胀的严格限制。例如,一个10^16 GeV的轴子佩切-奎因标度排除了任何在95%置信度下能量标度> 3.8*10^14 GeV(r > 2*10^(-9))的暴胀模型,因此意味着暴胀产生的引力波可以忽略不计,但意味着明显的等曲率波动。
2010-04-03 astro-ph hep-ph hep-th
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
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
Natural and Multi-Natural Inflation in Axion Landscape
我们提出了一个景观的许多轴子,其中的轴子潜在的转移对称性破缺效应收到各种贡献。我们表明,超普朗克衰变常数的轴子的存在是非常常见的轴子景观范围广泛的数量的轴子和移位对称性破缺条款,因为意外对齐的轴子。有效的暴胀模型是轴子景观中的自然暴胀或多自然暴胀,取决于轴子的数量和移位对称性破缺项。BICEP 2和普朗克之间的张力可能是由于对暴胀子势的小调制或隧穿后沿重轴子的势变陡。如果轴子势的典型高度是$(10^{16-17}{\rm \,GeV})^4$量级,那么我们宇宙经历的慢卷膨胀的总持续时间不会明显大于$60$。
2014-07-16 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
The Quality/Cosmology Tension for a Post-Inflation QCD Axion
本文指出暴胀后 QCD 轴子模型在解决轴子质量问题时易引发宇宙学畴壁、分数电荷遗迹等灾难,两者存在张力,使得构建可行模型远比预期困难。
2024-08-26 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
Chromo-natural warm inflation
色自然暴胀是一个模型,其中非阿贝尔规范场是由轴子与规范场通过陈-西蒙斯项耦合维持的。而最小温暴胀是一个模型,其中轴子通过陈-西蒙斯项产生一个非阿贝尔规范粒子的热浴。由于两个轴子暴胀模型都基于相同的作用,一个自然的问题是它们是否兼容。我们研究了带有Chern-Simons项的轴子暴胀,发现色球自然暴胀可以容纳温度远大于哈勃参数的辐射,这是暖暴胀的一个特征。因此,我们得出结论,色球自然暖膨胀存在,这必须有现象学上有趣的后果。
2024-02-13 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
Axion Inflation in F-theory
我们研究了F-理论中类轴子场的动力学,并提出它们可以作为自然暴胀模型中的暴胀子。轴子产生于F-理论紧化空间上的调和三形式,并参于在几何模空间上变化的复环面。特别是,这意味着轴子衰变常数依赖于复杂的结构模量,可以固定的背景通量。这可能允许以受控的方式将它们调整为超普朗克,并允许有趣的单场暴胀模型。我们认为,这需要一个本地化的三种形式的强弦耦合附近的地区,类似的推理,大统一理论物理学需要使用F-理论。这些模型可以允许张量与标量之比r>0.1。
2014-05-05 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
Subleading Effects and the Field Range in Axion Inflation
暴胀子的一个有吸引力的候选者是一个轴子,它在受微扰移位对称性保护的平坦势场中缓慢地滚下。在大场、自然暴胀和单项暴胀中实现这一思想,观测并不看好,也很难嵌入弦论。我们表明,subleading,但显着的非微扰修正可以将陡峭的悬崖和平缓的高原纳入潜在的,其总体效果是提高膨胀的e倍的数量。因此,与没有这种校正的电势相比,对于较小的场范围实现了足够的e折叠。因此,像弦论这样的紫外完备理论中的单场自然暴胀和单项式暴胀,都可以用独特的特征恢复到对当前观测有利的状态。张量模式的结果是不可观测的小,但有一个大的负运行的频谱指数。值得注意的是,自然暴胀可以用一个轴子衰变常数是次普朗克的单一场来实现。
2016-02-17 astro-ph.CO hep-th
Can the Type-IIB axion prevent Pre-big Bang inflation?
我们在大爆炸前的背景下研究了一类各向异性的IIB型超弦宇宙学中发生超暴胀行为的可能性,发现这些模型的参数范围很窄。然后,我们表明,虽然在一般情况下,这种行为是通过SL(2,R)旋转的Ramond-Ramond轴子场的引入保持不变,存在一个特殊的一类轴子,其中通货膨胀完全消失。本文简要讨论了渐近过去初始条件,并对前大爆炸理论在引力坍缩中的可能推广作了一些推测。
1998-06-19 gr-qc 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
The Flux-Scaling Scenario: De Sitter Uplift and Axion Inflation
非几何通量标度真空为通过F项标量势实现轴子单值暴胀提供了有希望的起点。我们发现,这些真空可以提升到Minkowski和de Sitter通过添加一个反D3膜或D-项包含几何和非几何通量。这些隆起的非超对称模型进行了分析,就其潜力实现轴子单值暴胀自洽。承认合理的通量值,我们构造的例子所需的层次结构的质量尺度。
2016-02-03 hep-th math-ph math.MP
Axion Landscape and Natural Inflation
多个轴子在各种移位对称性破缺项的存在下形成一个景观。永恒的暴胀填充了轴子景观,通过气泡成核不断创造新的宇宙。慢卷暴胀发生在隧穿事件之后,如果一个非常平坦的方向与超普朗克衰变常数出现由于对齐机制。我们研究了轴子景观场景中的真空结构以及可能的暴胀动力学,发现暴胀子动力学是由自然暴胀或多自然暴胀给出的。在衰减常数较大的情况下,可以用二次混沌暴胀来近似,但在暴胀持续时间较短的情况下,二次混沌暴胀是不利的。因此,如果谱指数和张量标量比与二次混沌暴胀不同,则可能存在可观察到的气泡成核痕迹。此外,暴胀子势的小调制的存在是轴子景观中的一个共同特征,它产生了一个相当大的,几乎恒定运行的标量谱指数在CMB尺度。如果某些轴子与无质量的规范场耦合,也可以产生等边型的非高斯性。
2015-04-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion-like particle inflation and dark matter
本文提出了一个广义自然暴胀模型来研究类轴子暴胀和暗物质。与自然通货膨胀相比,国民总收入包含两个额外参数$(n_1, n_2)$,使国民总收入更具有一般性。$n_1$建立了GNI与其他ALP膨胀模型的联系,$n_2$控制了膨胀子的质量。在考虑了宇宙微波背景和其他宇宙学观测限制后,该模型可以实现宽质量范围的小场暴胀,并且所考虑的ALP暴胀子可以作为某些参数空间的DM候选。
2021-04-14 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Axion Inflation and Gravity Waves in String Theory
弦论中的大多数暴胀模型都预言不存在可测量的引力波,r << 10^{-3}。最有前途的建议,使弦理论模型,产生可测量的张量波动涉及轴子场略有破缺的移位对称性。我们认为这样的模型详细,特别关注的N-通货膨胀的情况下,轴子谷/自然通货膨胀模型。我们发现,在Calabi-Yau三重紧化与对数Kahler势K,它似乎是很难满足所需的条件,在超引力制度的轴子膨胀。然而,在具有(近似)二次移位对称K的超引力中,轴子膨胀可能是可行的。在某些弦模型中,在模空间的特定极限中,这种Kahler势确实会出现。我们描述了最有前途的模型类别;在得出工作模型存在的结论之前,需要进行更详细的研究。
2007-10-31 astro-ph 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
Axiverse cosmology and the energy scale of inflation
由弦论激发的超轻轴子($m_a\lesssim 10^{-18}$ eV)可以成为暴胀能量尺度的有力探测器。与较重的轴子相比,超轻轴子中的等曲率模可以与可观测到的引力波共存。在这里,它表明,大尺度结构约束严重限制了轴子质量,密度分数和等曲率振幅的参数空间。它还表明,从根本上不同的CMB观测的超轻轴子等曲率模式另外减少这个空间。给出了一种新的、精确的、有效的等曲率功率谱计算方法,并将其应用于超轻轴子和暴胀的约束。
2013-10-23 astro-ph.CO 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
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
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
Resonant backreaction in axion inflation
轴子暴胀需要暴胀子场通过陈-西蒙斯项与规范场耦合。这导致在暴胀期间产生强规范场,其对暴胀运动方程产生反作用。在这里,我们表明,这个强非线性系统一般经历了共振增强的规范场生产,导致在暴胀子速度以及在规范场频谱的振荡功能。规范场在小尺度上产生了强烈增强的标量功率谱,超过了以前的估计。对于适当的参数选择,这些过密区域的崩溃可以导致大量的(轻)原始黑洞的显着的现象学后果。
2020-08-12 astro-ph.CO 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
Dilaton-axion modular inflation in supergravity
本文提出了四维$N=1$超引力耦合手征dilaton-axion-goldstino超多重态的新模暴涨模型,采用模不变超势和渐近模不变Kähler势,在高标度超对称破缺下实现axion稳定化,并符合宇宙微波背景辐射的精确测量。
2024-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion Monodromy Inflation on Warped Throats
弦论中最近的轴子单值暴胀模型把暴胀势和模稳定势联系起来。现实的暴胀模型需要适度抑制暴胀子质量的机制相对于模量稳定尺度。在本文中,我们探讨实现这一想法使用翘曲的喉咙,其红移红外区域支持暴胀子模式。暴胀子势和它的单值性来自于与支撑喉道的通量的耦合。我们提供了明确的实现,这样的喉咙在IIB型NSNS和RR 3-形式的场强通量,并在IIA型RR 2-形式的通量。一旦嵌入到一个全球CY,这些系统将提供一个机制,实现混沌膨胀的尺度参数抑制相对于体物理。喉的建设是系统地进行使用几何转换系统的D-膜在奇点,其属性和动力学有效地编码使用二聚体图。轴子单值性的全息对偶是塞贝格对偶的准周期链。
2015-05-21 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
Inflation Assisted by Heterotic Axions
我们探讨了在弱耦合杂合弦理论中获得暴胀的可能性,其中依赖模型的轴子负责驱动暴胀。这个模型可以被看作是$m^{2}ϕ^{2}$ -暴胀的某种外推,并且是明确实现弦理论中所谓的N-暴胀提议的一种尝试。轴子的瞬子生成势基本上有两个参数:自然质量尺度$M$和弦耦合$g_{s}$。对于各向同性紧致导致的顺序$\mathcal{O} (10^4)$轴子在四维光谱中,我们发现,与$(M, g_{s})\simeq(M_{GUT}, 0.5)$的CMB中观察到的温度波动正确地再现。我们假设一个初始随机分布的轴子的vevs。光谱指数$n_{s}$通常比$m^{2}ϕ^{2}$ -膨胀更红。vevs越大,光谱指数变得越红。考虑到从暴胀结束时开始的55个$e$折叠的大范围变化,我们发现$0.946\lesssim n_{s} \lesssim 0.962$。张量标量比$r$对vev更敏感,但通常小于$m^{2}ϕ^{2}$ -暴胀。此外,在首阶理论有效的区域中,$r$受$r < 0.10$约束。谱指数和张量标量比是相关的。例如,$n_{s}\simeq 0.951$对应于$r\simeq 0.036$。
2007-04-10 astro-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
Kinetic Axion Dark Matter in String Corrected $f(R)$ Gravity
在轴子标量场主要构成宇宙中的暗物质的假设下,本文将动力学轴子$R^2$引力的形式推广到包含与轴子场非极小耦合的Gauss-Bonnet项。正如我们所证明的,这个非平凡的高斯-邦纳项对暴胀现象和动力学轴子场景有着巨大的影响。具体地说,在我们的形式主义的背景下,在暴胀时代结束时,动力学轴子不再是动力学主导的,因为$\dotϕ\simeq 0$条件在理论中自然出现。因此,与动力学轴子$R^2$引力的情况不同,高斯-邦尼特修正的动力学轴子$R^2$引力导致了一个没有进一步延长的暴胀时代,而再加热时代在暴胀时代之后开始,由$R^2$波动驱动。
2023-02-14 gr-qc 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
Generalized dilaton-axion models of inflation, de Sitter vacua and spontaneous SUSY breaking in supergravity
我们提出了在具有手征超场$T$的$N=1$超引力中,在存在具有Fayet-Iliopoulos项的$N=1$矢量多重态的情况下,宇宙膨胀、自发超对称破缺和暗能量(de Sitter真空)的统一模型.通过使用Kähler势作为$K=-α\log(T+\bar{T})$和超势作为常数和线性项之和,我们发现$3\leqα\leqα_{\rm max}$的可行暴胀是可能的,其中$α_{\rm max}\approx 7.235$。原始标量扰动的振幅的观测固定在我们的模型高达$10^{13}$ GeV的超对称性破缺标度。在$α>3$的情况下,轴子得到了与暴胀子质量相当的树级(非快子)质量。
2019-07-24 gr-qc hep-th
How attractive is the isotropic attractor solution of axion-SU(2) inflation?
SU(2)规范场和轴子暴胀模型唯象成功的关键是SU(2)场的各向同性背景。以前的研究表明,这种各向同性背景是从各向异性(Bianchi I型)时空开始的膨胀过程中的吸引子解;然而,并不是所有可能的初始各向异性参数空间都被探索过。在本文中,我们探索更一般的初始条件,而不假设初始慢滚动力学。我们发现一些初始各向异性参数空间,这不会导致各向同性的背景,但违反慢滚条件,终止通货膨胀过早。当我们引入另一个标量场作为暴胀子并使轴子-SU(2)系统成为旁观者扇区时,吸引域增大。因此,旁观者轴子-SU(2)模型在唯象上更有吸引力。
2020-08-26 astro-ph.CO gr-qc 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
Peccei-Quinn Inflation at the Pole and Axion Kinetic Misalignment
本文提出在 PQ 场动能项极点附近实现慢滚暴胀,利用 PQ 破坏势赋予轴子初始速度,通过动力学错位机制在较小衰变常数下解释 QCD 轴子遗迹密度,并预言可在未来 CMB 实验中检验的暗辐射信号。
2024-05-01 hep-ph hep-th
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