Drifting Oscillations in Axion Monodromy
我们研究了轴子单值膨胀中原始功率谱的振荡模式,占振荡周期的漂移,这对于与宇宙学数据进行比较非常重要。在这些模型中,势能在超普朗克场范围内具有单项式形式,叠加调制的大小取决于模型。调制的幅度和频率由模场的期望值决定。我们发现,在通货膨胀的过程中,减少能量密度可以引起缓慢的调整的模量,改变调制。我们提供的模板捕捉漂移模量的影响,以及漂移所产生的有效场论模型的基础上软破离散移位对称性,我们估计所需的精度检测漂移期间。非漂移模板在宽范围的参数上是足够的,但是对于感兴趣的最高频率,或者对于足够强的漂移,有必要包括表征频率在CMB中可见的e折叠上的变化的参数。我们使用这些模板进行初步的搜索漂移振荡的普朗克标称任务数据中的参数空间的一部分。
2014-12-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Resonant Reconciliation of Convex Models and the Planck
我们考虑单场混沌暴胀模型加上一个余弦调制项,在轴子monodromy模型,并增加了一个轻标量场与类似的余弦耦合。我们表明,该模型的曲率扰动的功率谱是占主导地位的单圈的贡献暴胀两点函数,这是由于共振相互作用增强。这使得可以解开标量和张量扰动的尺度,从而抑制张量与标量功率谱的比率,并改变简单混沌模型的标量谱倾斜的表达,从而开辟了调和混沌模型与凸势和普朗克数据的方法。在单值暴胀模型中,我们也有一个余弦调制的频谱倾斜。我们提到,共振效应对非高斯性的贡献很小,它仍然在当前的范围内。在暴胀结束时,轻粒子的共振产生可能为成功的再加热模型奠定基础。
2019-03-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On Hybrid Monodromy Inflation (Hic Sunt Dracones)
我们重新审视两个场的混合暴胀作为一个有效场论的低尺度暴胀与次普朗克标量场范围。我们专注于斯图尔特的原型模型,因为它允许红色光谱倾斜,这仍然符合当前的数据。我们描述了当前CMB测量对该模型的约束。然后,我们探讨了这个模型的稳定性量子修正。我们发现,相关的,边际的,至少是一个有限的一组不相关的运营商,一些额外的机制,需要使该模型稳定的校正从量子场论和量子引力。我们概述了一种可能的机制,实现了紧凑的轴子双大规模$4$形式的场强标量,并概述了如何自然的混合通货膨胀可能支持强动力学的对偶理论。
2020-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
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
D6-branes and axion monodromy inflation
我们开发了新的方案,在IIA型弦紧化,其中的关键成分是一个D 6-膜,创造了一个潜在的B-场轴子的大字段通货膨胀。潜在的多分支结构典型的F-项轴子monodromy模型,在其超对称极小值附近,它是由一个4D超引力模型的混沌膨胀与稳定场。同样的陈述也适用于D 6-膜威尔逊线,它也可以被认为是暴胀子的候选者。我们分析这两种情况下的IIA型模量稳定的背景下,找到一个有效的潜在的暴胀子系统和一个简单的机制,以降低暴胀子质量相对于封闭的字符串模量稳定通量。最后,利用DBI作用量计算了trans-Planckian场的B场势。普朗克抑制修正的影响是一个平坦的潜力,在紧化参数,线性和二次暴胀之间的插值。这使得这些模型的宇宙学参数与当前的实验边界相容,张量与标量之比为0.08
2016-03-23 astro-ph.CO 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
New model of axion monodromy inflation and its cosmological implications
我们提出了一个新的实现的轴子单值膨胀,其中轴子单值产生的扭转周期在IIB型紧化。得到一类具有特定幂指数值的单项势。此外,暴胀子的质量变化的轮廓,由于各领域之间的耦合后紧化。因此,在某些临界尺度下,电势获得台阶状轮廓。我们研究这个模型的一个具体实现的宇宙学意义。在背景水平上,它实现了一个足够长的暴胀阶段,当暴胀子接近临界尺度时,它允许在短时间内违反慢滚条件。因此,哈勃视界受到扰动,并影响了原始宇宙学扰动的动力学。特别是,我们分析了B模式偏振的角功率谱,并发现在非常大的尺度上的提升。我们还发现,标量扰动的振幅被抑制附近的临界尺度。因此,我们的模型提供了对CMB功率谱中温度各向异性的低$\ell$抑制的解释。我们研究这些影响,并面对观察模型。
2016-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Sub-Planckian $ϕ^{2}$ Inflation in the Palatini Formulation of Gravity with an $R^2$ term
在Palatini重力形式主义的上下文中,$R^{2}$项,$ϕ^{2}$势可以与观测到的$r$约束一致,同时保留对$n_{s}$的成功预测。本文证明了Palatini $ϕ^{2} R^2$暴胀模型也可以解决$ϕ^{2}$混沌暴胀的超普朗克暴胀问题,并且该模型与普朗克标度抑制势修正是一致的.如果满足$α\gtrsim 10^{12}$,其中$α$是$R^2$项的系数,则爱因斯坦坐标系中的暴胀子$σ$在整个暴胀过程中保持亚普朗克。此外,如果是$α\gtrsim 10^{20}$,那么在存在破缺位移对称的情况下,模型的预测不受普朗克抑制势修正的影响,如果是$α\gtrsim 10^{32}$,那么预测一般不受普朗克抑制势修正的影响。$r$的值一般较小,以$r \lesssim 10^{-5}$为$α\gtrsim 10^{12}$。我们计算了最大可能的再加热温度,$T_{R\;max}$,对应于瞬时再加热。对于$α\approx 10^{32}$,$T_{R\; max}$约为$10^{10}$ GeV,对于较小的$α$,具有较大的$T_{R\;max}$值。对于瞬时再加热的情况,我们表明,$n_{s}$与2018年普朗克结果一致,在1- $σ$内,除了$α\approx 10^{32}$的情况下,它接近2- $σ$下限。在暴胀之后,暴胀子凝聚体可能会迅速碎裂并形成暴胀子。通过暴胀子…
2020-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity from Axion Monodromy Inflation
我们研究的原始非高斯性预测的简单模型的膨胀与线性潜力和叠加振荡。这种一般形式的势是由轴子单值暴胀模型预测的,该模型最近被提出作为弦论中混沌暴胀的一种可能实现,其中来自包裹膜的单值性将闭合弦轴子的范围扩展到普朗克尺度之外。叠加振荡的潜力,可以导致新的签名在CMB频谱和双谱。特别地,双谱将具有新的独特形状。我们计算了模型中曲率扰动的功率谱和双谱,并在各种极限情况下进行了解析估计。从数值分析中,我们发现,对于一个广泛的范围内允许的参数,该模型产生一个功能的双谱fnl ~ 50或更大,而功率谱几乎是无特征的。因此,这个模型是弦激发的暴胀模型的一个例子,它主要通过其非高斯特征来检验。最后,我们提供了一个简单的解析拟合公式的双谱,这是准确的约5%,在所有情况下,并易于实现的代码设计提供非高斯模板的CMB分析。
2010-01-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Alleviating the tension at low multipole through Axion Monodromy
普朗克数据和宇宙的LCDM和谐模型之间在大尺度上存在着一些张力,最近声称发现的非零张量标量比$r$放大了这种张力。同时,$r$的当前最佳拟合值表明大的场膨胀Δ phi>M_p,这需要膨胀的UV完整描述。一个非常有前途的工作例子,预测大张量模式,可以UV完成是轴子单值暴胀。暴胀的这种实现自然会产生振荡特征,这是移位对称性破缺的结果。我们对普朗克、ACT、SPT、WMAP低l偏振和BICEP 2数据的组合进行了分析,结果表明,来自周期势的长波长特征可以缓解低多极子的张力,每个自由度的增量chi ^[2]约为2.5-4,这取决于前景扣除的水平。与引入跑步一样,人们预计任何尺度依赖性都将导致高多极子的拟合恶化。我们表明,与倾斜n_s~1相结合的轴子特征的对数性质允许拟合在尺度100 =< l =<3500的2%水平上与无特征模型相同,并且在尺度l >2000时相当显着地稍微改善了拟合。我们还考虑了可能的未去除的灰尘前景,并表明,包括这些几乎没有改变最佳拟合参数。我们的分析表明,轴子的衰变常数为f/M_p ~O(.01)。我们讨论如何普朗克测量TE和EE光谱可以进一步限制轴子单值膨胀与这样一个大的功能。大尺度结构功率谱的测量甚至更有希望,因为由于张量模式不影响大尺度,所以影响要大得多。与此同时,一个功能也可能导致较低的sigma 8,解除CMB和SZ之间的紧张关系对sigma 8的限制。
2014-09-09 astro-ph.CO
Spectral Distortions from Axion Monodromy Inflation
Universidad Autónoma de Chiapas(奇亚帕斯自治大学);Universidad de El Salvador(萨尔瓦多大学);Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología(国家科学技术委员会);Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理研究所)
本研究计算轴子单值暴胀模型的宇宙微波背景谱畸变,发现其振荡特征符合Planck数据、信号比LCDM模型高至多10%,但要证伪该模型需将PIXIE误差降百倍,对观测精度提出了更高要求。
2022-08-26 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Wave Probe of Planck-scale Physics After Inflation
本研究发现暴胀后重加热阶段产生的普朗克尺度超重粒子衰变可释放大量引力波,使引力波观测能直接探测难以探索的普朗克尺度物理。
2024-03-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Sharp turns in axion monodromy: primordial black holes and gravitational waves
本文提出在超引力轴子单值性暴胀中通过瞬态破坏慢滚实现多次急转弯的机制,该机制增强标量功率谱产生原初黑洞并诱发可探测的引力波,但大尺度振荡与Planck数据的兼容性仍待研究。
2023-04-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
BICEP2 in Corpuscular Description of Inflation
对暴胀的粒子量子描述表明,暴胀子场的跨普朗克偏移直到大约100个普朗克质量都没有基本问题,上限来自粒子的量子效应。在这个描述中,r参数测量引力子与暴胀子的占据数之比,根据BICEP 2,在暴胀结束前的60次e折叠时,这个比例大约是一半。我们强调,在非威尔逊紫外引力自完成中,任何与暴胀子耦合的trans-Planckian模都是一个黑洞。与威尔逊的情况不同,他们的积分给出了一个指数抑制的效果,并且无法阻止暴胀子场的trans-Planckian漂移。
2014-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Microwave Background Dipole Asymmetry could be explained by Axion Monodromy Cosmic Strings
威尔金森微波各向异性探测器和普朗克任务的观测表明,在宇宙微波背景中存在半球形的功率振幅不对称性,相关长度与可观测宇宙的大小相当。我们发现,这种异常现象可以自然地解释为在我们可见宇宙附近形成的类轴子粒子(ALP)宇宙弦。与这个宇宙弦相关的场变化在暴胀后产生了粒子密度波动,从而在大爆炸核合成(BBN)时代之前衰减为辐射,并导致了观察到的功率不对称。我们发现,在这种情况下,半球功率幅度不对称性是强烈的尺度依赖:$A(k)\propto {\rm exp}(-kl)/k$。诚然,典型的暴胀模型预测每个可观测宇宙的拓扑缺陷的残留数密度为一阶,因此在我们的模型中,宇宙弦必须被调整为具有$1/H_0$阶的影响因子。有趣的是,基于纯粹宇宙学考虑的约束也产生了一个$10^3$级的Peccei-Quinn尺度$F_a$,它大于哈勃膨胀尺度$H_I$。假设$H_I\sim 10^{13}$为GeV,那么我们就有了一个具有$F_a\sim 10^{16}$ GeV的ALP,这与大统一的假设尺度相吻合。由于我们要求ALP衰变发生在BBN时代之前,这意味着相对较重的质量或较强的自耦合,并且考虑到相关势应该柔和地打破移位对称性以保护系统免受辐射校正,我们还得出结论,所需的ALP势本质上应该是单值的。
2019-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation that runs naturally: Gravitational waves and suppression of power at large and small scales
我们指出了轴子单值暴胀模型的三个相关预言:引力波的大振幅,视界尺度上的功率抑制和与矮星系形成相关的尺度。虽然这些预测可能是通用的模型与振荡的暴胀子潜力,轴子单值模型自然适应所需的运行光谱指数通过普朗克尺度修正的暴胀子潜力。将该模型应用于Planck、ACT、SPT和WMAP低$\ell$偏振宇宙微波背景(CMB)数据的组合数据集,我们发现由于引力波而导致的最佳拟合张量标量比$r_{0.05} = 0.07^{+0.05}_{-0.04}$,这可能已经被BICEP 2实验观测到。尽管有引力波的贡献,大尺度上的总功率(低多极的CMB功率谱)低于标准的$Λ$ CDM宇宙学,具有初始扰动的幂律谱,没有引力波,因此减轻了大尺度上的一些张力。在对应于$k = 10~{\rm Mpc}^{-1}$的尺度上,物质功率谱也有20- 30%的减少,这与矮星系形成有关。这将缓解标准$Λ$ CDM宇宙学中一些未解决的小尺度结构问题。推断的物质功率谱也被发现与最近的$α$森林数据一致,这与普朗克青睐的$Λ$ CDM模型与幂律原始功率谱。
2015-03-08 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Helical Phase Inflation
我们证明了二次暴胀可以通过具有螺旋势的复场的相位来实现。值得注意的是,这种螺旋体势可以在最小的超引力下简单地实现。Kähler势的整体$U(1)$对称性引入了一个平坦的方向,并自动回避了$η$问题。因此,这种通货膨胀在技术上是自然的。相位偏移是超普朗克的Lyth界限所要求的,而复场的范数可以被抑制在次普朗克区域。该模型解决了大场暴胀的紫外敏感问题,同时也为超对称场论提供了一种新的单值暴胀形式,具有一致的场稳定性。
2014-12-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Dark Matter Decay and the ATIC/PPB-BETS Excess
隐藏的标量场,只通过普朗克抑制的相互作用耦合到可见部分,是暗物质的候选者,因为它的寿命很长。这种标量场的衰变为这种情况提供了观测检验。我们发现,隐藏的标量场的衰减可以解释所观察到的过量的高能正电子/电子观察到的ATIC/PPB-BETS,为适当的选择的质量和真空期望值的字段。我们还表明,相同的参数选择给出了观测到的暗物质丰度。这种惊人的巧合表明,普朗克抑制的相互作用可能是观测到的宇宙射线正电子/电子过剩的原因。
2009-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Desensitizing Inflation from the Planck Scale
提出了一种新的机制,以控制普朗克尺度修正的暴胀eta参数。解决eta问题的一个常用方法是在暴胀子场上施加一个位移对称性。然而,这种对称性必须保持不被普朗克尺度效应破坏,这是对理论可能的紫外线完成的一个相当强的要求。在本文中,我们表明,如果暴胀子场与共形扇区相互作用,普朗克尺度修正的移位对称性的破缺可以被系统地抑制。然后暴胀子在共形场论中得到一个反常的维度,这导致所有危险的高能修正被隔离。我们分析了一些模型中的机制,可以看到在行动中。在我们最详细的例子中,我们通过a-最大化计算了精确的反常维数,并表明eta问题可以只用弱耦合物理来解决。
2010-04-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On the Scale of New Physics in Inflation
有效场论是一个强有力的组织原则,它允许独立地描述低于一定尺度的物理模型。在这个能量标度之上,EFT描述就失效了,新的物理学有望出现,正如量子场论中许多熟悉的例子所证实的那样。在这项工作中,我们研究的有效性有效场论方法适用于通货膨胀。我们解决的问题,普朗克抑制的非重整化相互作用是否被抑制到足以被安全地忽略时,计算通货膨胀的预测。我们专注于非导数非重整化算子和估计截止,应该抑制他们使用两个独立的方法:(i)通常的么正性和微扰性参数,(ii)通过计算暴胀子熵的UV发散部分,已知的规模为UV截止的平方。我们发现,在没有重力(去耦极限)的截止似乎线性依赖于总的暴胀子偏移。另一方面,一旦重力恢复,截止值就回到普朗克尺度。这些结果表明,从EFT的观点来看,具有超普朗克漂移的暴胀情景是不自然的。
2013-12-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Sub-Planckian Two-Field Inflation Consistent with the Lyth Bound
BICEP 2观测到的张量标量比$r = 0.20^{+0.07}_{-0.05}$很大,这意味着单场暴胀模型中的暴胀子$ϕ$必须满足$ϕ\sim 10M_{Pl}$,才能产生足够的暴胀。如果被普朗克尺度抑制的相互作用项强加了一个约束$ϕ\; ^{<}_{\sim} \; M_{Pl}$,这就是一个问题。在这里,我们考虑是否有可能有成功的亚普朗克暴胀的情况下,两个字段的通货膨胀。如果有效的单场暴胀子要满足李思界,则场空间中的轨迹不能是径向的。通过考虑一个复杂的领域$Φ$,我们表明,一个近圆形,但非周期性调制的$|Φ|^{4}$潜力可以重现的结果$ϕ^2$混沌膨胀的$n_{s}$和$r$,同时满足$|Φ|\; ^{<}_{\sim} \; 0.01 M_{Pl}$贯穿。更一般地,对于基于$|Φ|^{4}$势的模型,最简单的次普朗克模型等价于$ϕ^{2}$和$ϕ^{4/3}$混沌暴胀。
2014-10-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Oscillations in the inflaton potential: Complete numerical treatment and comparison with the recent and forthcoming CMB datasets
在众多的暴胀模型中,导致原始标量谱中的特征的模型正引起越来越多的关注,因为已经发现某些特征比传统的、几乎尺度不变的原始谱更适合CMB数据。在这项工作中,我们进行了一个完整的数值分析两个模型,导致在标量功率谱的所有尺度的振荡。我们考虑了由正弦调制叠加的二次势描述的模型和最近流行的轴子单值模型。由于振荡持续到弧分尺度,除了WMAP数据,我们还比较了模型与ACT的小尺度数据。虽然,这两个模型,广泛地说,在频谱中的振荡的结果,有趣的是,我们发现,虽然单值模型导致一个相当好的拟合的数据相比,标准的幂律谱,叠加的二次电位与正弦调制没有改善拟合到类似的程度。我们还进行了预测的参数使用模拟普朗克数据的模型。我们表明,普朗克模拟数据的约束模型参数相比,目前可用的CMB数据集的表现更好。
2012-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Signatures of Planck Corrections in a Spiralling Axion Inflation Model
最小亚普朗克轴子暴胀模型通过复场$Φ$的场空间中的螺旋轨迹解释了大的标量张量比。在这里,我们考虑模型的预测是如何修改普朗克尺度抑制校正。在没有普朗克修正的情况下,该模型等价于一个$ϕ^{4/3}$混沌暴胀模型。当$|Φ|^{2}$的无量纲耦合$ξ$与强耦合规范扇区$F \tilde{F}$的拓扑电荷密度满足$ξ\sim 1$时,普朗克修正变得很重要。对于$|Φ|$的值,它允许普朗克修正通过$|Φ|^{2}/M_{Pl}^{2}$的幂的扩展来理解,我们表明,它们的效果是产生一个显着的修改张量标量比从其$ϕ^{4/3}$混沌膨胀值,而不强烈修改的光谱指数。此外,对于$|Φ|^2/M_{Pl}^{2}$中的前导序列,$n_{s}$和$r$的普朗克修正满足一个相容关系,即$Δn_{s} = - Δr/16$ .对这些修正及其相关性的观察将使该模型与简单的$ϕ^{4/3}$混沌暴胀模型区分开来,也将为领先阶普朗克修正的影响提供一个签名。
2015-05-04 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
Constraining inflation with future galaxy redshift surveys
随着未来的星系巡天,宇宙中大尺度结构分布的大量傅立叶模式将变得可用。这些模式是对CMB模式的补充,可以用来对早期宇宙的模型设定限制,例如暴胀。使用MCMC分析,我们比较了CMB的功率与CMB和星系巡天数据的组合,以限制暴胀过程中产生的原始波动的功率谱。我们的分析基础上的普朗克卫星和光谱红移调查的配置参数接近的欧几里得任务为例。我们首先考虑模型的慢卷通货膨胀,并表明,包括大尺度结构的数据,提高了约束的标量谱指数和它的运行上的误差条几乎减半。如果我们试图重建暴胀单场势,在表征该势的参数上也可以得到类似的结论。然后,我们研究模型的功率谱中的功能。特别是,我们认为振铃功能所产生的潜在的和振荡,如在轴子monodromy的休息。添加大尺度结构可将对特征的约束提高两倍以上。在轴子monodromy,我们表明,有小振幅和频率的动量空间中的振荡是未检测到的CMB单独,但可以测量包括星系调查的分析。
2012-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Weyl $R^2$ inflation with an emergent Planck scale
我们研究外尔引力中的暴胀。基于Weyl共形几何的Weyl二次引力理论在局部尺度变换的Weyl对称下是不变的。在这个理论中,普朗克尺度($M$)作为这样一种尺度出现,即这种对称性被几何学上的施图克尔伯格机制自发地打破,成为外尔“光子”(质量接近$M$)的爱因斯坦-普罗卡作用量。由于这个作用是外尔引力的一个“低能”破缺相,因此避免了对后者的百年批评(由于非度规性)。在这种情况下,场值高于$M$的暴胀是自然的,因为这只是从外尔引力(几何)到爱因斯坦引力(黎曼几何)的相变尺度,在那里有质量的外尔光子发生了量子跃迁。结果表明,在标量场与Weyl引力场耦合的情况下,暴胀的结果与Starobinsky模型的结果接近(在非最小耦合消失的情况下恢复),但张量与标量之比($r$)稍小.外尔重力预测一个特定的,窄范围的$0.00257 \leq r\leq 0.00303$,光谱指数$n_s$在实验范围内的$68\%$ CL和e倍数$N=60$。宇宙微波背景实验很快就能达到这个数值范围,并提供外尔引力的检验。与斯塔罗宾斯基模型不同的是,对$(r, n_s)$的预测不受未知的高维曲率算符(被一些大质量标度抑制)的影响,因为这些算符被外尔规范对称性所禁止。
2019-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Possible cosmogenic neutrino constraints on Planck-scale Lorentz violation
在有效场论的框架下,我们研究了中微子扇区中的$O(E^{2}/\Mpl^{2})$普朗克尺度抑制的洛伦兹不变性破坏(LV)效应,中微子扇区的大小由无量纲参数$η_ν$表示.我们发现偏离洛伦兹不变物理学的预测宇生中微子光谱。对于正的O(1)系数,没有中微子能在$10^{19} \eV$以上存活。这个截止的存在在中微子光谱中产生了一个能量为$10^{17} \eV$的突起。虽然目前没有约束可以铸造,因为目前的实验没有足够的灵敏度来检测超高能中微子,我们表明,在建设或正在计划的实验有可能铸造的限制强$η_ν \lesssim 10^{-4}$的中微子LV参数,这取决于LV是如何分布在中微子质量状态。对$η_ν < 0$的限制原则上可以用这种策略来获得,但它们需要更详细地模拟LV如何影响中微子扇区。
2010-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary Potentials from the Exact Renormalisation Group
我们表明,暴胀慢滚潜力可以推导出的IR限制的非微扰精确重整化群方程的标量场内的平均场近似。结果如下,而无需指定普朗克尺度下UV理论的拉格朗日量。我们假设该理论包含一个标量模式与其他UV场的耦合被抑制,并且更高的导数耦合被抑制。由此产生的有效势能导致了缓慢的通货膨胀,这与最近的观察结果完全一致。作为一个例子,建议的重整化群程序的工作原理,我们执行一个明确的计算中的$ϕ^4$理论。
2016-08-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Reconstructing primordial power spectrum using Planck and SDSS-III measurements
本文提出了一种精确、高效的贝叶斯方法来重建原始功率谱,并将其应用于Planck任务的最新宇宙微波背景测量和SDSS-III BOSS(CMASS)样品的大尺度结构观测,结合Ia型超新星样品(SNLS 3年)和SDSS-II、6dF和WiggleZ巡天的重子声学振荡测量。我们确认,尺度不变的原始功率谱是强烈不赞成的,和一个模型的水平尺度上的抑制功率是由目前的数据支持。我们还发现,调制尺度$5\times10^{-4}~\textrm{Mpc}^{-1} \lesssim k \lesssim 0.01~\textrm{Mpc}^{-1}$是温和的首选在$2σ$的置信水平,其起源需要进一步调查。
2014-01-27 astro-ph.CO
A polynomial f(R) inflation model
受量子引力的紫外完备理论的启发,例如弦论,我们详细研究了多项式$f(R )$暴胀模型。我们计算了具有$f(R )=R+{R^2\over 6M^2}+{λ_n\over 2n}{R^n\over (3M^2)^{n-1}}$形式的$f(R )$暴胀模型的谱指数和张量标量比。与Planck 2013相比,我们发现$R^n$项应该被指数抑制,即$|λ_n|\lesssim 10^{-2n+2.6}$。
2014-02-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large field inflation from D-branes
我们提出了新的大场膨胀的F-长期轴子monodromy的框架上建立的情况。我们的设置是基于弦紧化,D膜通过F-条款创建封闭弦轴子的潜力。由于轴子势的来源与标准的模稳定性来源不同,因此与其他大质量标量相比,有可能降低暴胀子的质量。我们讨论了一类特殊的模型的基础上IIA型通量紧化与D 6膜。在小场区,他们描述了超引力模型的二次混沌膨胀与稳定场。在大的领域制度的暴胀子潜在的平坦化效果,由于普朗克抑制校正,允许很容易地适合当前的实验范围内的模型的宇宙学参数。
2015-12-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Magnetic field generation in Higgs inflation model
研究了标准模型中希格斯玻色子与Ricci标量有较大耦合的希格斯暴胀模型中磁场的产生.我们通过一个不可重整化的六维算符将希格斯场和电磁场耦合起来,该算符在约当坐标系中被普朗克尺度所抑制。我们证明了在Higgs暴胀过程中,在Einstein系中可以产生当前值为$10^{-6}$ Gauss,共动相干长度为$100 kpc$的磁场.由于大的Higgs曲率耦合抑制了反反应,避免了在通常的磁成因暴胀模型中普遍存在的大的反反应问题。
2010-04-12 astro-ph.CO hep-ph
Reheating phase diagram for single-field slow-roll inflationary models
我们研究了再加热过程对暴胀预言的影响,再加热过程的特征是再加热阶段的$e$折叠数$N_{\mathrm{reh}}$和有效状态方程参数$w_{\mathrm{reh}}$。这是第一次,再加热过程可以被约束在普朗克2015年的$N_{\mathrm{reh}}\!-\!w_{\mathrm{reh}}$平面中。我们发现,希格斯膨胀与引力的非最小耦合,预测是不敏感的再加热阶段,目前的CMB测量。我们还发现,在Planck 2015 TT,TE,EE $+$ lowP的$n_s\!-\!r$平面上,具有$ϕ^{2/3}$势的自发破缺SUSY膨胀和轴子单值膨胀,在瞬时再加热的情况下,位于$95\%$置信区的边缘或外部,可以很好地拟合再加热过程的数据.未来的CMB实验将对再加热过程施加强有力的限制。
2015-09-09 astro-ph.CO gr-qc
GUT-scale inflation with sizeable tensor modes
一个相当大的张量-标量比,比如最近BICEP 2所声称的,将意味着超对称大统一的典型尺度上的暴胀。这可能是一个意外,或者是对超对称理论的有力支持。F项混合暴胀模型自然地将大统一尺度与暴胀尺度联系起来,但它们也预测张量与标量之比小得无法测量。在这项工作中,我们分析了一个一般的UV嵌入的F-长期混合通货膨胀到超引力理论与一般的Kahler潜力。宇宙微波背景辐射的观测量产生于暴胀的早期阶段,在大暴胀值时,那里的势能主要由普朗克抑制算子决定。调整高阶项可以得到一个具有相当大的张量涨落和场偏移的暴胀子势,它仍然是次普朗克的,但接近普朗克尺度,正如从Lyth边界所预期的那样。
2014-09-16 astro-ph.CO hep-ph
Evidence for suppression of structure growth in the concordance cosmological model
本文通过“增长指数”$γ$建模发现,当前宇宙学数据强烈倾向于比平坦$Λ$CDM模型广义相对论预测值更高的增长指数,结合多源数据以最高4.2$σ$的统计显著性揭示了结构增长受抑制的证据,并有效解决了$S_8$张力。
2023-08-07 astro-ph.CO gr-qc
String Theory and the First Half of the Universe
本文详细研究了暴胀结束至热大爆炸之间的弦模驱动宇宙学,指出跨普朗克场偏移需弦论完备化,并揭示了微扰增长增强及标准模型耦合变化在重子生成、暗物质和引力波产生中的潜在应用。
2024-02-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Remarks on Hubble Induced Mass from Fermion Kinetic Term
在超引力框架下,我们计算了通过普朗克抑制耦合与可见扇区相互作用的标量场的有效质量。我们专注于辐射占主导地位(RD)的时代后,通货膨胀和费米场的热浴的贡献。我们发现,在RD时代,费米子动力学项给予标量场哈勃尺度量级的有效质量。
2012-11-07 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational production of sterile neutrinos
本文研究暴胀前后单费米子的引力产生,指出普朗克尺度抑制的量子引力算符可高效产生惰性中微子,使其在包括 keV 尺度在内的宽质量范围内成为冷非热暗物质。
2024-03-19 astro-ph.CO hep-ph
Natural Inflation: Consistency with Cosmic Microwave Background Observations of Planck and BICEP2
自然暴胀与所有宇宙微波背景(CMB)数据非常吻合,可能是宇宙早期暴胀膨胀的正确描述。大角度尺度CMB偏振实验BICEP 2宣布了一项重大发现,可以解释为暴胀的引力波特征,其水平与自然暴胀模型的预测相匹配。自然暴胀(NI)势在理论上是非常好的,因为它由于移位对称性而自然平坦,并且在最简单的版本中采取$V(ϕ) = Λ^4 [1 \pm \cos(Nϕ/f)]$的形式。BICEP 2所看到的张量标量比$r>0.1 $要求暴胀势的高度与大统一尺度相当,宽度与普朗克尺度相当。余弦自然暴胀模型与所有宇宙微波背景测量结果一致,只要$f \geq m_{\rm Pl}$(其中$m_{\rm Pl} = 1.22 \times 10^{19}\ {\rm GeV}$)和$Λ\sim m_{\rm GUT} \sim 10^{16}\ {\rm GeV}$。本文还讨论了自然暴胀范式的其他变体:我们表明,轴子monodromy与潜在的$V\propto ϕ^{2/3}$是不一致的BICEP 2限制在95\%的置信水平,低尺度的通货膨胀强烈排除。线性电位$V \propto ϕ$在95%置信水平下与BICEP 2限值不一致,但在95%置信水平下与Planck/BICEP 2联合限值略微一致。我们讨论了Kinney和Mahanthappa提出的伪Nambu Goldstone模型作为低尺度暴胀的具体实现。…
2014-05-29 astro-ph.CO
Radiative Inflation and Dark Energy
我们提出了一个模型的基础上辐射对称性破缺相结合的膨胀与暗能量和WMAP 7年的地区是一致的。辐射暴胀势导致了光谱指数为0.955 \lesssim n_S \lesssim 0.967和张量标量比为0.142 \lesssim r \lesssim 0.186的预测,两者都与当前的数据一致,但可以通过普朗克实验进行检验。接近普朗克尺度的辐射对称破缺产生了一个具有引力抑制质量的伪南武-戈德斯通玻色子,它可以自然地扮演一个负责暗能量的精华场的角色。最后,我们提出了一个可能的额外维度的情况下,我们的模型可以实现。
2011-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Can primordial magnetic fields be the origin of the BICEP2 data?
如果BICEP 2实验中所看到的CMB偏振中的B模式信号得到证实,它对暴胀模型具有戏剧性的意义。这一结果也与标准暴胀模型的普朗克极限相矛盾。因此,重要的是要研究这种信号是否可以从其他来源产生。如果是这样的话,这可能会减轻暴胀模型的压力和普朗克数据的紧张关系。我们调查是否矢量和张量模式从原始磁场可以解释的信号。我们发现,原则上,在暴胀过程中产生的磁场确实可以产生所需的B模式,为适当的范围内的能量尺度的暴胀。在这种情况下,原初的引力波振幅可以忽略不计,因此与普朗克理论没有矛盾,也不会对当前的暴胀模型造成任何问题。然而,最简单的磁模型在三谱中的非高斯性上与普朗克极限处于紧张状态。有可能对磁生模型进行微调,从而抑制这种非高斯性。或者,一个较弱的磁场可以通过非高斯约束,并允许原始张量模式减少到r~0.09,从而消除了普朗克数据的张力,并减轻了简单暴胀模型的问题。
2014-04-28 astro-ph.CO
A non-linear solution to the $S_8$ tension?
弱星系透镜巡天一直报告了一个较低的振幅的物质波动谱,测量的$S_8$参数,比预期的$Λ{\rm CDM}$宇宙学青睐的$Planck$。然而,膨胀的历史如下$Planck$ $Λ{\rm CDM}$宇宙学的预测,以高精度,因为这样做的测量透镜的宇宙微波背景各向异性。红移空间畸变的测量结果似乎也与$Planck$ $Λ{\rm CDM}$一致。在本文中,我们认为,这些意见可以调和与$Planck$ $Λ{\rm CDM}$宇宙学的物质功率谱抑制更强烈的非线性尺度比假设在分析弱星系透镜。我们证明了这一点,通过拟合一个参数模型,表征抑制的非线性功率谱,KiDS-1000弱透镜测量。这种抑制可能归因于影响非线性尺度的暗物质的新特性,或者归因于物质波动对重子反馈过程的响应,这些反馈过程比最近的宇宙学模拟所预期的要强。我们提出的解释可以使用线性尺度上的物质波动谱的振幅测量进行测试,特别是通过即将到来的星系和类星体红移调查的高精度红移空间失真测量。
2022-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA