Scale-Dependent Galaxy Bias from Massive Particles with Spin during Inflation
在暴胀过程中额外粒子的存在导致了原始曲率扰动的晚期粒子的非高斯性。这个信号的形状和幅度取决于额外粒子的质量和自旋。因此,对这种原始非高斯性的独特形式的约束,提供了暴胀过程中粒子含量的丰富信息。我们调查的潜力,即将到来的星系调查在约束这样的签名,通过其对观测到的星系功率谱的影响。各种形状的原始非高斯性导致了对大尺度结构(如星系)示踪物的尺度依赖性偏差。使用这个签名,我们获得了在暴胀过程中对大质量粒子的约束,这些粒子可以具有非零自旋。特别是,我们表明,约束自旋为0和1的粒子的前景是有希望的,而仅从功率谱约束自旋为2的粒子似乎具有挑战性。我们表明,多示踪剂技术可以显着提高至少一个数量级的功率谱的约束。此外,我们分析了由于引力演化的非线性对预测的额外粒子的质量和印迹非高斯信号的振幅的约束的影响。我们发现,引力的演变影响的约束小于2的一个因素。
2018-01-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Scalaron-Higgs inflation reloaded: Higgs-dependent scalaron mass and primordial black hole dark matter
我们提出了一个扩展的标量-希格斯模型的非最小耦合的标准模型的希格斯玻色子的二次Ricci标量导致希格斯依赖的标量的质量。该模型预测了有效的单场Starobinsky暴胀的成功阶段。它具有多场放大机制,导致在小波长的暴胀功率谱中出现峰值,从而增强了原始黑洞的产生。扩展的标量-希格斯模型将暴胀宇宙学与基本粒子物理学统一起来,并在不假设任何新粒子的情况下,用原始黑洞来解释冷暗物质的起源。
2021-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Detectability of the effect of Inflationary non-Gaussianity on halo bias
我们认为,描述的聚类晕的物理动机类型的非高斯初始条件。特别是,我们包括非高斯的类型所产生的单场慢卷,多场,曲率(本地型),高阶导数型(等边),真空状态修改(折叠型)和水平尺度GR校正类型。我们发现,大规模的晕偏差是一个非常敏感的工具,探测非高斯,潜在的领导,对于一些计划的调查,检测到的非高斯所产生的地平线尺度GR校正。与宇宙微波背景约束相结合,晕偏方法可以极大地帮助区分不同形状的非高斯性,从而区分宇宙学扰动的起源模型。
2009-11-08 astro-ph.CO
Inflation from fermions with curvature-dependent mass
研究了由质量依赖于曲率的费米子驱动的暴胀实现模型。这一项是从包含狄拉克费米子的引力的协变正则规范理论(CCGG)推导出来的。我们获得了一个初始的德西特阶段,然后成功退出,此外,我们获得了随后的热历史,有效物质时代,最后由暗能量时代。这种行为是早期引力有效“减弱”的结果,这是由于曲率依赖的费米子质量减少。通过微扰水平,我们得到了标量谱指数和张量标量比,这与普朗克观测结果是一致的。在背景和微扰水平上,从曲率依赖质量的费米子膨胀的效率揭示了该方案的能力,并使其成为描述自然的良好候选者。
2019-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary constraints on the moduli-dependent species scale in modular invariant theories
本文证明一类模暴胀模型预言在约10^15至10^17 GeV能量范围内出现新物理,通过比较模依赖物种尺度与暴胀观测约束,并在SL(2,Z)模暴胀模型中用物种尺度重表达观测量,进而讨论对一般Calabi-Yau三维流形的意义。
2025-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Long-Lived Time-Dependent Remnants During Cosmological Symmetry Breaking: From Inflation to the Electroweak Scale
通过在三维空间中的详细的数值研究,我们证明了长寿命的依赖于时间的场的配置动态出现在一个扩大的德西特时空对称性破缺。我们研究了两种情况:单标量场和双势阱以及SU(2)非阿贝尔Higgs模型的玻色子扇区。对于单标量,我们表明,大振幅的介子配置自发出现,并坚持贡献约1.2%的宇宙的能量密度。我们还表明,对于一系列的参数,电子的寿命增强的扩展,这种效果是参数共振的结果。对于SU(2)情形,我们看到约4%的最终能量密度在介子中。
2010-07-26 astro-ph.CO hep-th
Non-Gaussian Enhancements of Galactic Halo Correlations in Quasi-Single Field Inflation
我们考虑一个准单场暴胀模型,其中暴胀子与一个称为等曲率子的大质量标量场相互作用。由于暴胀子背景打破了时间平移不变性,这些相互作用引起暴胀子和等曲率子之间的动力学混合,其由常数$μ$参数化。在$μ$和等曲率子$m$的质量都比$H$小得多的情况下,我们导出了曲率扰动二点、三点、四点、五点和六点函数的解析公式.在以前的工作中,已经注意到,当$m/H$和$μ/H$很小时,由准单场膨胀预测的非高斯性引起有偏物体的功率谱的长波长增强(例如,星系晕)。我们回顾了这个计算,并计算了类似的增强贡献的双谱偏置对象。我们确定这些增强项大于高斯项的尺度。我们还确定了这些增强部分对有偏见对象的$n$点函数的缩放。
2017-11-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Scale-dependent bias from an inflationary bispectrum: the effect of a stochastic moving barrier
随着大尺度星系巡天的到来,对原始非高斯性(PNG)的限制有望达到${\cal O}(f_\text{NL}) \sim 1$。为了充分利用这些未来调查的潜力,有必要对PNG在宇宙大尺度结构上留下的签名进行深入的理论理解。在本文中,我们探讨了一个随机移动的障碍的非高斯偏置的幅度引起的本地二次PNG的效果。我们表明,在峰值方法晕聚类,非高斯偏置的幅度一般会不同于峰值背景分裂预测,除非障碍是平坦的和确定性的。对于具有平方根势垒的偏移集峰,其合理地再现SO晕的线性偏置$b_1$和质量函数$\bar{n}_\text{h}$,非高斯偏置振幅比质量为$\sim 10^{13} {\it h}^{-1}M_\odot$的晕在$z=0$的峰-背景分裂期望$d\ln\bar{n}_\text{h}/d\lnσ_8$大$\sim 40$ %。此外,我们认为,PNG的压缩配置的晕双谱的效果显着不同的预测标准的本地偏置方法。我们的预测可以很容易地通过N体模拟来证实或无效。
2015-01-23 astro-ph.CO
Biasing and the search for primordial non-Gaussianity beyond the local type
原始非高斯性编码了关于暴胀物理学的有价值的信息,包括粒子和相互作用的光谱。我们对普朗克以外的非高斯性的理解的重大改进需要来自大尺度结构的信息。利用这些信息的最有前途的方法来自晕的尺度依赖性偏差。对于局部非高斯性,现有的改进已经得到了很好的研究,但是对于局部类型之外的非高斯性的潜力,包括等边和准单场暴胀,还没有得到很好的理解。在本文中,我们预测的能力,大尺度结构调查,以检测一般的非高斯星系/晕功率谱。我们研究了如何从一般的偏置模型中区分非高斯性,以及信息的编码方式。对于准单场暴胀,在参数空间的某些区域,可能有超过普朗克的显著改进。我们还表明,多示踪剂技术可以显着提高所有非高斯类型的灵敏度,提供了一个数量级的改善等边非高斯单示踪剂测量。
2017-03-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Scale-dependent bias of galaxies and mu-type distortion of the cosmic microwave background spectrum from single-field inflation with a modified initial state
我们研究了单个暴胀场初始态的修正的唯象后果。虽然标准Bunch-Davies初始真空态的单场暴胀通常不会在压缩组态中产生可测量的三点函数(双谱),但允许非标准初始状态产生例外。在这里,我们计算的签名的初始状态修改在单场慢卷膨胀的大尺度结构(LSS)和μ型失真的黑体光谱的宇宙微波背景(CMB)的尺度依赖的偏见。我们将初始状态修改参数化,并将某些参数的选择确定为自然的,尽管我们也注意到一些微调的选择可以产生更大的双谱。在这两种情况下,我们在LSS中观察到一个独特的k^-3签名(与局部形式的k^-2签名相反)。由于非零双谱在压缩配置相关的长波长模式与两个短波长模式,它诱导的CMB温度各向异性之间的相关性在大尺度上的温度各向异性平方非常小的尺度上,这种相关性持续作为小尺度的各向异性平方处理成μ型失真。虽然局部形式的μ失真在不久的将来被证明是太小而无法检测到,但是由于额外的k_1/k因子,修改的初始真空状态将信号增强了很大的因子。例如,所提出的绝对校准实验PIXIE预期在可观测模式中对于约0.5的占用数检测到具有大于10的信噪比的这种相关性。相对校准的实验,如普朗克和LiteBIRD也应该能够测量这种效应,只要不同频率之间的相对校准满足所需的精度。(节录)
2012-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scale-dependent hemispherical asymmetry from general initial state during inflation
我们考虑一个一般的初始状态的通货膨胀的机制产生的尺度依赖的半球形不对称性。一个可观察到的尺度相关的非高斯性的产生,导致可观察到的半球形的不对称性从超地平线长模式调制。我们发现偶极不对称性的振幅在小角度尺度上呈指数下降,这可以解释在这些尺度上偶极不对称性的缺失.此外,依赖于非真空初始状态的性质,偶极不对称性的振幅具有振荡特征,这可以在仔细的CMB图分析中检测到.此外,我们表明,非真空初始状态提供了一个自然的机制,以提高超视界长模式扰动所需的偶极子不对称性。
2014-11-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Strong scale dependent bispectrum in the Starobinsky model of inflation
我们计算解析的占主导地位的贡献树级双谱的Starobinsky模型的通货膨胀。在这个模型中,势是真空能主导的,但包含一个次主导的线性项,它在一个点处突然改变斜率。我们表明,在大尺度上相比,过渡尺度$k_0$和在等边限制的模拟的非线性参数尺度为$(k/k_0)^2$,这是它的幅度衰减越来越大的尺度,直到它成为次显性相对于通常的慢滚抑制校正。在小尺度上,我们表明,非线性参数振荡的角频率由$3/k_0$和它的幅度线性增长,朝着更小的尺度,可以是大的依赖于模型参数。我们还比较了我们的结果与文献中以前的结果。
2012-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Recent Developments in Stochastic Inflation
本文回顾随机暴胀形式论从标量势模型到费米子、光子及导数相互作用理论的推广,并讨论其无法捕捉的长期环路修正。
2025-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation from Charged Scalar and Primordial Magnetic Fields?
本文提出了一个暴胀模型,其中暴胀子场是一个与U(1)规范场耦合的复标量场。由于势的轴对称性,暴胀由径向驱动,而角场由U(1)衡量。由于暴胀子与规范场的耦合,规范场动态地产生了一个依赖于时间的质量项,破坏了共形不变性。我们研究了在暴胀过程中是否可以通过依赖于时间的U(1)规范动力学耦合产生大量的原始磁场。
2010-04-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Large and strong scale dependent bispectrum in single field inflation from a sharp feature in the mass
研究了由单个最小耦合标准动力学项标量场驱动的暴胀模型,其中标量场的质量中有一个阶跃,阶跃函数用Heaviside阶跃函数表示。我们提出了一个解析近似的曲率扰动的模式函数,获得解析的功率谱,并与数值结果进行比较。我们表明,规模设置的步骤后,频谱包含阻尼振荡,以及我们的分析近似描述。我们还计算了占主导地位的贡献,双谱的等边和压缩极限,并找到新的形状。在等边和压缩的限制,双谱振荡,它有一个线性增长的包络向更小的尺度。根据模型参数,双谱的大小可以很大。
2011-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the Scale of Inflation
因为暴胀的尺度是共形标架相关的,为了充分刻画它,应该引用理论中所有独立的等时无量纲比的值。我们认为,当耦合依赖于暴胀子本身,一个不能计算这些比例的可测量的量,如张量振幅和普朗克质量目前。当我们试图用今天可测量的质量来表示(依赖于框架的)暴胀尺度时,这种不确定性也变得明显起来。虽然我们可以用今天的普朗克质量来计算爱因斯坦框架中的暴胀尺度,但我们不能在约旦框架中做同样的事情。因此,有理由认为张量振幅并不能完全表征暴胀的尺度。
2015-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effective field theory and non-Gaussianity from general inflationary states
我们在Cheung等人建立的暴胀有效场论的背景下研究了非平凡初始量子态对暴胀涨落的影响。我们开发了一个格林函数/路径积分为基础的制定,采用初始状态的影响,并使用它来解决问题,如如何依赖于状态的双谱的一致性关系,有多少e倍以上的最低要求解决宇宙学微调的大爆炸,我们允许,使一些信息从初始状态生存,直到晚的时候,等等。我们发现,所谓的一致性条件有关的局部限制的双谱和慢滚参数是一个状态相关的声明,可以避免物理上一致的初始状态,无论有或没有初始非高斯。
2013-05-15 astro-ph.CO hep-th
Connecting the Dots: Prospects for Detecting Multi-Source Inflation through Scale-Dependent and Stochastic Bias of Little Red Dots
The Ohio State University(俄亥俄州立大学)
本文评估了利用小红点(LRDs)的空间成团性作为高红移探针,通过Fisher预测分析,发现其能在参数空间大范围内高显著性检测多源暴胀,且约束力优于现有实验。
2026-09-30 astro-ph.CO
Model-independent approach to effective sound speed in multi-field inflation
对于任何满足爱因斯坦方程的物理系统,共动曲率扰动满足一个涉及动量相关有效声速的方程,该方程对任何具有明确定义的能量-应力张量的系统都有效,包括多场暴胀模型。我们推导出一个通用的模型无关公式的有效声速的共动绝热扰动,有效的一个通用的场空间度量,没有假设任何近似整合出熵扰动,但表示动量依赖的有效声速的组件的总能量应力张量。作为一个应用程序,我们研究了一些两个领域之间的动力学耦合的模型,识别有效理论的单曲率模式,并表明动量相关的有效声速完全占曲率扰动的功率谱的预测。我们的结果表明,动量相关的有效声速是一个方便的计划,用于描述所有的暴胀模型,承认一个单场有效的理论,包括熵扰动的影响,目前在多场系统。
2022-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Large Scale Anisotropic Bias from Primordial non-Gaussianity
本文研究了各向异性暴胀模型中的大尺度结构偏差。我们使用漂移集理论中的峰背景分裂方法来寻找尺度依赖的偏差。我们表明,偏置的幅度是由一个方向相关的因素修改。在我们研究的特定各向异性暴胀模型中,当压缩极限下的长波模与天空中的各向异性方向一致时,标度依赖的偏差在首阶处消失。我们还扩展了尺度相关的偏见制定的一般情况下,原始各向异性。我们发现一些选择规则表明,一些特定的部分,一个通用的各向异性双谱拿起偏置参数。我们认为,各向异性的偏见主要来源于各向异性方向和压缩极限的长波长模式之间的角度。
2013-11-11 astro-ph.CO
Using Large Scale Structure to test Multifield Inflation
本地类型的原始非高斯性已知会对星系偏差产生尺度依赖的贡献。几类多场暴胀模型预测非高斯偏差是随机的,在这个意义上,暗物质和晕在大尺度上不能完美地相互追踪。在这项工作中,我们预测的能力,下一代大尺度结构调查约束常见类型的原始非高斯像$f_{NL}$,$g_{NL}$和$τ_{NL}$使用晕偏置,包括随机贡献。我们为这些参数的统计误差提供了拟合函数,可用于快速预测或调查优化。如果没有质量信息可用,则具有体积$V = 25 h^{-3}$ Gpc $^3$、中值红移$z = 0.7$和平均偏差$b_g = 2.5$的下一代调查可以实现$σ(f_{NL}) = 6$、$σ(g_{NL}) = 10^5$和$σ(τ_{NL}) = 10^3$。如果晕质量是可用的,我们表明,最佳加权晕场,以减少样本方差可以实现$σ(f_{NL}) = 1.5$,$σ(g_{NL}) = 10^4$和$σ(τ_{NL}) = 100$,如果晕质量下降到$M_{min} = 10^{11}$ $h^{-1} M_\odot $解决,优于普朗克的4倍$f_{NL}$和近一个数量级的$g_{NL}$和$τ_{NL}$。最后,我们研究了测光红移误差的影响,讨论了不同非高斯参数之间的简并,以及边缘化高斯偏差和散粒噪声的影响。
2014-10-16 astro-ph.CO
Inflation and the Scale Dependent Spectral Index: Prospects and Strategies
我们认为谱指数的运行是对暴胀本身和极早期宇宙整体演化的一种探测。调查一组简单的单场暴胀模型,我们证实,运行的幅度是相对一致的,不像张量振幅,这是由数量级变化。鉴于这一目标,我们确认,运行是潜在的检测未来的大尺度结构或21厘米的观测,但只有最未来的测量可以区分这些模型的基础上,他们的运行。对于任何特定的暴胀情景,运行指数和未知的暴胀后膨胀历史的组合会导致光谱指数预测值的理论不确定性。这种效应可以很容易地支配普朗克及其后继者用来测量光谱指数的统计不确定性。更积极的是,即将到来的宇宙学实验通过限制与任何特定的暴胀模型相关的再加热历史,为暴胀结束后的“原始黑暗时代”打开了一扇窗户,从而提供了一个有趣的TeV和GUT尺度之间的物理学探索。
2011-01-31 astro-ph.CO hep-ph
Non-Gaussianity Unleashed
利用哈密顿-雅可比(HJ)方法研究了由单场暴胀产生的广义暴胀非高斯信号。通过对曲率摄动下的三点函数进行数值积分,得到了$f_{NL}$的尺度相关解。这使得在慢滚机制外的单场暴胀动力学的充分探索,并开辟了使用非高斯性的未来观测的可能性,以约束使用模型独立的方法的暴胀潜力。“等边”$f_{NL}$的分布所产生的单场暴胀与规范和非规范的动力学条款显示作为一个例子,应用这个程序。
2013-03-08 astro-ph.CO hep-th
Post-inflationary Contamination of Local Primordial Non-Gaussianity in Galaxy Power Spectra
本研究揭示暴胀后效应(轻遗迹自由流与电离辐射涨落)会在星系功率谱中产生视界尺度依赖偏置,若忽略可导致局域原初非高斯性 $f_{\rm NL}^{\rm local}$ 测量出现高达约1σ的负偏置,纳入这些效应后预测无偏但精度下降。
2023-11-16 astro-ph.CO
Scale-dependent chirality as a smoking gun for Abelian gauge fields during inflation
本研究超越近似解析方法,数值研究了轴子暴胀中阿贝尔规范场产生的粒子和标张量谱,发现尺度依赖的手性特征并推导出一致性关系,为识别多场动力学提供重要工具。
2024-12-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes formation in the inflationary model with field-dependent kinetic term for quartic and natural potentials
在四次势和自然势均含场依赖动力学项的暴胀模型框架下,我们研究了原初黑洞(PBH)和引力波(GW)的产生。在这种设置中,我们认为一个动力学函数为$G(ϕ)=g_I(ϕ)\big(1+g_{II}(ϕ)\big)$,并表明,在第一项$g_I(ϕ)$的存在下,四次和自然潜力,在标准模型的通货膨胀,可以是一致的,与普朗克观测的68\% CL。此外,第二项$g_{II}(ϕ)$可以引起小尺度下原始曲率扰动的显著增强,从而导致PBH的形成。对于这两个潜在的,我们得到了一个增强的标量功率谱的尺度$k\sim10^{12}~\rm Mpc^{-1}$,$10^{8}~\rm Mpc^{-1}$,和$10^{5}~\rm Mpc^{-1}$,这导致PBH生产的质量尺度左右$10^{-13}M_{\odot}$,$10^{-5}M_{\odot}$,和$10 M_{\odot}$,分别。观测限制证实,质量标度为$10^{-13}M_{\odot}$的PBH可以构成宇宙中暗物质的总量。此外,我们估计的能量密度参数的诱导GWs,可以检查的观察。我们还得出结论,它可以参数化为幂律函数$Ω_{\rm GW}\sim (f/f_c)^n$,其中的功率指数等于$n=3-2/\ln(f_c/f)$在红外极限$f\ll f_{c}$。
2021-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Standard Primordial Clocks from Dynamical Mass in Alternative to Inflation Scenarios
在原始宇宙中,重场的振荡可以被看作是测量宇宙膨胀或收缩历史的标准钟。这些标准时钟提供了一种独立于模型的方式来区分通货膨胀和其他情况。然而,重场的质量可能不是一个恒定的质量,而是通过与里奇标量的非最小耦合或自相互作用动态产生的质量。在动力学产生的质量的情况下,重场的质量一般是哈勃量级的,因此在暴胀的情况下是依赖于时间的。我们表明,这种动态产生的质量条款可以被认为是非标准的原始时钟的替代通货膨胀,提供类似的振荡频率的标准时钟的通货膨胀。关于标度依赖性的附加信息可以将这种非标准时钟与标准时钟区分开。
2020-07-19 astro-ph.CO hep-th
Inflationary dilaton-axion magnetogenesis
讨论了介子-轴子电磁学中暴胀过程中原初磁场的产生,其中介子和轴子动力学分别用两个与时间相关的宇宙标度因子函数$I(a) F^2/4$和$J(a) F\tilde{F}/4$来表示,其中$F$是电磁场强度,$\tilde{F}$是它的对偶.我们研究的形式$J(a)$,可以产生一个大的种子磁场在弱耦合制度,$I(a)<1$。虽然$J(a)$函数依赖于模型,但轴子-光子耦合确实为成功的暴胀磁生开辟了一个新的窗口。
2015-03-20 astro-ph.CO
Dilaton, Screening of the Cosmological Constant and IR-Driven Inflation
我们知道,在de Sitter空间中的红外量子涨落会破坏de Sitter对称性,产生依赖于时间的可观测效应。在本文中,我们考虑了一个量子引力理论。我们发现,引力红外效应导致的时间依赖的移动的vev的介子和结果的屏蔽(时间)的宇宙学常数/哈勃参数。在爱因斯坦框架中,这种效应是指数化的,并且可以产生更显著的屏蔽量。把重子看作暴胀子,我们得到慢滚型暴胀展开。这种膨胀是由德西特引力的红外量子效应驱动的,并不依赖于慢滚势的使用。因此,我们的模型是免费的eta问题,阻碍了标准的慢卷膨胀模型。
2015-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Prospects for constraining the shape of non-Gaussianity with the scale-dependent bias
我们考虑是否非高斯尺度依赖晕偏置不仅可以用来约束非高斯的局部形式,但也区分不同的形状。特别是,我们问它是否可以约束的行为的原始三点函数在压缩极限的动量之一是远远小于其他两个。这可能是有趣的,因为观察到一个三点函数的压缩极限,不像本地或等边模板将是一个信号的非平凡的动力学在通货膨胀期间。为此,我们使用Chen和Wang的准单场暴胀模型作为代表性的双参数模型,其中一个参数控制非高斯性的幅度,另一个参数控制形状。我们还通过将尺度依赖性偏差参数化为大尺度上的幂律来进行模型独立分析,其中功率将受到观测的约束。我们发现,拟议的大尺度结构调查(与暗能量工作队第四阶段调查的特点类似)有可能区分不同的双谱形状的压缩极限行为的范围广泛的基准模型参数。因此,晕轮偏差可以帮助区分不同的暴胀模型。
2012-08-27 astro-ph.CO
Constraining fast-roll inflation
我们目前的限制,多远的单场通货膨胀可能会离开熟悉的慢卷范例。考虑到快速滚动制度,而需要一个(近)标度不变的功率谱介绍了大的自相互作用的领域,因此大和规模依赖的非高斯性。利用这个信号,我们使用的要求,弱耦合与WMAP的约束条件,推导出一般的$P(X,ϕ)$理论的单场膨胀的界限。
2012-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Schwinger Mechanism During Inflation
我们重新审视了膨胀过程中Schwinger机制产生电荷对的效率。我们考虑了一个最小暴胀系统,其中暴胀子场是一个在$U(1)$规范场下带电的复标量场。存在一个依赖于时间的共形耦合,它将能量从暴胀子场泵送到规范场,以提供几乎恒定的背景电场能量密度来驱动Schwinger机制。规范场与标量场的耦合导致暴胀子场的有效质量随时间变化。需要长时间的慢滚充气导致Schwinger机制在充气期间效率极低。非微扰的施温格机制只能在暴胀结束时才有意义,而且只能在非常小的尺度上。这与文献中研究的假设模型相反,在文献中,复标量场是测试场,并且手动在dS背景上施加恒定的电场。我们计算了在暴胀过程中微扰产生的带电粒子对的数量。我们表明,它是成比例的四极统计各向异性的振幅,它是非常小的。因此,在大尺度上,所产生的粒子对磁生作用的反作用可以忽略不计。
2019-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Massive Fields as Systematics for Single Field Inflation
在暴胀期间,大质量场可以通过5维算子对曲率扰动的功率谱做出贡献。该贡献可被视为使用$n_s$和$r$选择膨胀模型的程序的偏倚。即使5维算符被$Λ= M_p$抑制,如果质量场具有$m\sim H$,在$r$图上仍有显著的移动.另一方面,如果重自由度只出现在与5维算符的抑制标度相同的能量标度上,则$n_s$图上的显著移动发生在$m=Λ\sim 70H$处,这是在暴胀时间平移对称性破缺标度附近。因此,来自大质量场的系统学对未来高精度暴胀模型选择实验提出了更大的挑战。这个结果可以被认为是紫外线敏感性对暴胀观测的影响。
2017-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scaling Characteristics of Hilltop and Hilltop-Squared Inflation
本研究在hilltop与hilltop-squared暴胀框架下,不施加小场近似、以能标μ为自由参数分析观测量,发现标量谱指数与张量比r的μ依赖标度行为及p族分岔现象,为暴胀模型分类与再加热研究提供新特征。
2023-12-19 astro-ph.CO
A Goldstone Boson Equivalence for Inflation
本文证明一般单场暴胀中标量度规涨落的统计等价于与引力解耦的 Goldstone 玻色子统计,差别为受慢滚参数控制的修正,并导出全阶领头与次领头引力修正。
2024-04-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Effective field theory approach to quasi-single field inflation and effects of heavy fields
我们将有效场论方法应用于准单场暴胀,其中包含一个额外的标量场与哈勃尺度质量以外的暴胀子。基于不被含时背景演化破坏的含时空间自同构,构造了直至三阶涨落的准单场暴胀的最一般作用量.利用所得到的作用量,讨论了附加质量标量场对原初曲率扰动的影响。特别地,我们计算了准单场暴胀的功率谱,并讨论了三个点函数在压缩极限下的动量依赖性。我们的框架也可以应用于重粒子的暴胀模型。在我们的框架中,我们对暴胀过程中重粒子的影响和突然转弯轨道的影响作了定性的讨论。
2013-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale dependent bias from primordial non-Gaussianity with trispectrum
我们研究了由原始非高斯性引起的晕功率谱的尺度依赖性偏差。我们提出了一个分析结果的晕偏差,包括高达三谱的贡献。我们发现尺度依赖性偏差为探索非线性参数$\fnl$和$\tnl$之间的关系提供了新的可能性。
2011-06-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Imprints of Oscillatory Bispectra on Galaxy Clustering
在膨胀过程中的长短模耦合,编码在压缩双谱的曲率扰动,诱导依赖的本地,小规模的功率谱上的长波长扰动,导致规模依赖的晕偏置。虽然这种尺度依赖性在满足一致性关系的单场暴胀模型的大尺度极限中不存在,但某些模型,如共振非高斯性,在中间尺度上表现出特殊的行为。我们重新考虑在这个模型中的晕偏置的预测工作在共形费米坐标,隔离的物理效应的长波长扰动的短尺度物理。我们发现,偏置振荡规模与包络类似的等边非高斯。此外,偏置显示出一种特殊的调制晕质量。不幸的是,我们发现即将到来的调查将无法检测到信号,因为它的幅度非常小。我们还讨论了由于暴胀子和大质量场之间的相互作用的非高斯性:我们的结果与文献中的偏差同意。
2018-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of Linear Perturbations under Time-Dependent Hubble Friction I: SR-USR-SR Inflation
School of Science, Jiangsu University of Science and Technology(江苏科技大学理学院)
该研究针对瞬时慢滚-超慢滚-慢滚暴胀曲率功率谱有限凹陷起源有争议且谱特征缺完整渐近解析描述的问题,用连接法和汉克尔函数渐近展开,基于规则导出模式演化和功率谱渐近表达式并验证。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc
Squeezed bispectrum from multi-field inflation with curved field space metric
研究了多场暴胀模型中弯曲场空间度规对压缩双谱的影响。利用δN形式计算了压缩极限下的约化双谱。计算是在慢滚近似下进行的,并假设场空间度规的场导数足够小,使得场空间的黎曼张量的贡献可以近似忽略。基于这些近似,我们计算了压缩极限下约化双谱的解析表达式,发现对于这种近似平坦的场空间度规,度规的场依赖性会显著改变约化双谱的振幅和形状.这种近似平坦的场-空间度规的约化双谱可以导致晕偏的谱指数,其幅度是平坦场-空间模型的2 - 4倍。由于弯曲的场-空间度量,这种对晕偏置光谱指数的修改可能会在未来的星系巡天中留下可观测的印记。
2018-11-02 astro-ph.CO
Beating the Lyth bound by parametric resonance during inflation
我们提出了一种新的机制,增强原始引力波,而不会显着影响暴胀过程中产生的曲率扰动。这是由于共振放大的标量场波动的非线性来源而实现的。我们的结果是一个明确的尺度依赖的反例著名的Lyth界,这开辟了一个有前途的前景,产生可检测的膨胀张量模式与低尺度的通货膨胀和次普朗克场漂移。我们明确地证明了我们的机制与即将到来的宇宙微波背景B模式观测的可检验性。
2021-11-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On Warm Natural Inflation and Planck 2018 constraints
我们研究了自然暴胀与重力的非最小耦合,其特征在于二次或周期项,在慢滚阶段的暖暴胀范式中,在强和弱耗散极限下,并表明,在$T$ -线性依赖耗散项的情况下,它可以容纳由普朗克2018约束给出的谱指数$n_s$和张量标量比$r$观测值,尽管e折叠数的值太小而不能解决视界问题,因此仅提供对自然通货膨胀问题的部分解决方案。假设一个$T$ -立方依赖耗散项可以提供这个e折叠数问题的解决方案。
2023-01-24 astro-ph.CO gr-qc
The Chaotic Regime of D-Term Inflation
我们认为D-长期通货膨胀的小耦合的暴胀物质领域。标准的混合暴胀在暴胀子场超过普朗克质量的临界值处结束。在随后的瀑布跃迁中,暴胀子继续其缓慢的滚动运动,而瀑布场则由于量子涨落而迅速增长。超过退相干时间,瀑布场变得经典,并接近依赖于时间的最小值,这是由暴胀子场的值和瀑布场的自相互作用。在暴胀的最后阶段,有效暴胀子势基本上是二次的,这导致了混沌暴胀的标准预测。该模型说明了如何在一个“混沌膨胀”的时期内结束一个大统一体尺度能量密度的假真空的衰减。
2014-11-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Designing an Inflation Galaxy Survey: how to measure $σ(f_{\rm NL}) \sim 1$ using scale-dependent galaxy bias
在后普朗克时代,测量原始非高斯性最有希望的方法是探测大尺度的、依赖于尺度的星系偏差。考虑到星系功率谱中的信息,我们在这里得到的星系聚类调查,将优化约束的原始非高斯使用这种技术的属性。具体来说,我们问的问题是什么调查设计需要达到一个精确的$σ(f_{\rm NL}^{\rm loc}) \approx 1$。为了回答这个问题,我们计算的灵敏度$f_{\rm NL}^{\rm loc}$作为星系数密度,红移精度和天空覆盖的函数。我们包括多示踪剂技术,这有助于减少宇宙方差噪声,通过考虑将星系样本划分为恒星质量箱的可能性。我们表明,理想的调查$f_{\rm NL}^{\rm loc}$看起来非常不同,大多数星系红移调查计划在不久的将来。由于这些或多或少是为了测量BAO标度而优化的,因此它们通常需要光谱红移。相反,为了优化$f_{\rm NL}^{\rm loc}$测量,优选深、宽、多波段成像勘测。不确定度$σ(f_{\rm NL}^{\rm loc}) = 1$可以通过一个全天巡天测量来达到,该巡天测量完成到$i$波段AB星等$i \approx 23$,并且具有数密度$\sim 8$ arcmin $^{-2}$。对多波段测光的要求是由适度的照片- $z$精度$σ(z)/(1+z) < 0.1$和测量恒星质量的精度$\sim 0.2$ dex或更好的能力(或具有等效散射的晕质量的另一个代…
2014-12-11 astro-ph.CO
Inflation with Fayet-Iliopoulos Terms
超引力中暴胀的两个最有吸引力的实现是基于常数Fayet-Iliopoulos(FI)项的存在。在D项混合通货膨胀中,FI项本身决定了通货膨胀的能量标度。或者,由FI项引起的U(1)对称性的破缺可以动态地产生混沌暴胀的二次势。本说明的目的是研究可能的UV嵌入这些计划的“场依赖FI项”相关的弦模场,这是稳定的非微扰超势。我们发现,在设置中的FI项驱动通货膨胀,规范不变性防止从通货膨胀动力学的模量去耦。由此产生的通货膨胀模型一般包含额外的动态自由度相比,D-长期混合通货膨胀。然而,混沌暴胀的动力学实现可以完全类似于常数FI项的情况。我们提出了一个简单的字符串启发这种类型的玩具模型。
2014-10-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On sgoldstino-less supergravity models of inflation
通过建立一类具有以下特征的模型,我们在寻找一个一致的和现实的大场暴胀的超引力模型中更进一步:在慢滚过程中,除了暴胀子之外的所有标量场都被大的暴胀子相关的质量冻结或从谱中移除;在暴胀结束时,超对称性自发破缺,经典真空能量自然消失。我们实现这一点相结合的一些几何性质的凯勒潜在的一致使用一个单一的幂零手征超场,在一对一的对应关系,在真空场空间中的超对称性破缺方向。
2014-12-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Neutrino mixing and gravitational production via inflation
Helsinki Institute of Physics(赫尔辛基物理研究所);Chungnam National University(忠南国立大学)
研究通过膨胀引力产生中微子,利用Bogolyubov系数方法分析中微子混合系统,发现中微子质量与混合参数受标量场影响,从而增强中微子产率。
2026-05-11 astro-ph.CO hep-ph
Enlarging the Space of Viable Inflation Models: A Slingshot Mechanism
一个给定的暴胀模型的可行性不仅取决于暴胀子势的形式,而且取决于暴胀子场的初始组态。在许多模型中,场的构形虽然在其他方面是有很好的动机的,但却不能引起暴胀,或者不能产生一个持续时间足以解决视界和平坦性问题的暴胀时期。在本文中,我们提出了一种机制,使通货膨胀发生,即使在这样的初始条件。我们的机制涉及到多个标量场,经历了一个依赖于时间的混合。这反过来又导致“再过阻尼”阶段以及参数共振,它们一起将暴胀子场从参数空间中不引起暴胀的区域“弹射”到引起暴胀的区域。我们的机制是灵活的、动态的,能够产生一个足够长时间的暴胀时期。因此,这种弹弓机制可以在各种环境中使用,从而扩大了潜在可行的通货膨胀模型的空间。
2019-10-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Analytic Formulae for Inflationary Correlators with Dynamical Mass
本文解析研究了时间依赖质量标量场对暴胀关联函数的影响,推导出两点、三点和四点关联函数的解析公式,并发现挤压构型中双谱的标度行为被时间依赖的玻尔兹曼抑制修正,从而可确定暴胀子与大质量粒子的非导数耦合。
2024-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Light Fields during Inflation from BOSS and Future Galaxy Surveys
本文研究暴胀期间轻标量场产生的原初非高斯性信号,分析星系巡天测量前景,发现灵敏度稳定,并利用BOSS DR12数据对轻场施加新约束。
2024-05-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Scalar-induced gravitational waves from inflation with symmetry breaking
Nanchang University(南昌大学);Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS(中国科学院大学杭州高等研究院)
研究具有对称性破缺的暴胀模型中的标量诱导引力波,通过带电标量场与规范场耦合产生,当混合足够大时可探测,规范场激发晚时纵向模式等起作用,参数影响信号,为区分中性和带电情形提供特征标志。
2026-07-28 astro-ph.CO
Pole inflation from non-minimal coupling to gravity
将正则标量变换到爱因斯坦坐标系可以给出一个多场推广的极点暴胀(即一个标量有一个发散的动力学项),在与场相关的普朗克质量为零。然而,要获得吸引子,标量势必须服从某些非一般条件。这些在具有无量纲耦合的量子场论中自动满足。由此产生的极膨胀模型具有由耦合的完全RG运行确定的特殊膨胀预测。可接受的预测张量/标量比出现微扰,但适度大的耦合,所以我们探讨可能的QFT运行:禁闭,IR固定点,和UV固定点。
2022-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The full CMB temperature bispectrum from single-field inflation
计算了单场暴胀后由非线性效应产生的全宇宙微波背景温度双谱。通过积分光子温度在二阶沿扰动测地线在牛顿规范,我们得到了一个表达式所观察到的温度波动,第一次,澄清分离的引力透镜和时间延迟效应从纯粹的二阶贡献。然后,我们使用二阶玻尔兹曼代码CosmoLib $2^{\rm nd}$来计算这些贡献和它们的双谱。包括在光子路径的扰动,数值计算的双谱完全符合预期的压缩极限。此外,解析的压缩极限公式再现良好的信号噪声比和形状的全双谱,潜在地促进了二阶效应引起的偏置的减法。对于使用$l_{\rm max} = 2000$的宇宙方差有限实验,对于等边和正交信号,局部信号上的偏差是可忽略的$f_{\rm NL}^{\rm loc} =0.73$。信噪比在$l_{\rm max} \sim 3000$处为1,表明二阶效应有望在未来测量。
2013-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale-dependent bias from primordial non-Gaussianity in general relativity
在这篇文章中,我们研究了在广义相对论的背景下,由于局域型的原始非高斯性而导致的尺度依赖偏差的推导。我们证明使用的泊松方程在广义相对论微扰理论,从而推导出的尺度依赖的偏见作为一个测试的原始非高斯性,使用球形塌陷模型。由此推论,尺度依赖性偏差的形式在大于哈勃半径的尺度上不会得到广义相对论修正。这导致了一个正式的分歧关联函数偏示踪剂的质量分布,我们讨论。
2009-06-11 astro-ph.CO