An unified cosmological evolution driven by a mass dimension one fermionic field
考虑了一个充满质量维费米子场和标准物质场的统一宇宙学模型。在一个原始的量子涨落之后,场慢慢地滚到对称性破缺势的底部,将宇宙推向一个膨胀的状态,使尺度因子增加了大约71倍。在暴胀结束后,场开始振荡,并可以通过再加热机制将其能量传递给标准模型粒子。这样一个过程中简要讨论的允许耦合的MDO场与电磁场和希格斯场。我们表明,即使该领域失去了所有的动能在重新加热,它可以演变为暗物质由于重力耦合(旋起源)与重子物质。由于场在势能的底部获得一个恒定的值,一个非零的,尽管很小的质量项现在作为暗能量的组成部分。因此,我们认为MDO费米子场是一个很好的候选者来驱动整个宇宙的演化,在这种方式下,暴胀场,暗物质和暗能量都可以用一个场的不同表现来描述。
2019-06-28 gr-qc hep-th
A scenario for inflationary magnetogenesis without strong coupling problem
宇宙磁场遍及整个宇宙,从小到大。由于它们显然延伸到星系际介质中,因此很难相信它们有一个原始的起源,可能是在膨胀过程中产生的。然而,找到一致的暴胀磁生的情况是一个具有挑战性的理论问题。避免电磁能量的过度产生以及避免进入以电磁耦合常数的大值为特征的强耦合状态的要求通常允许在充气期间仅产生微小幅度的磁场。我们提出了一个方案,建立规范不变的模型,可能没有这些问题的暴胀磁。这个想法是在暴胀时代,将一个动力学标量(不一定是暴胀子)与费米子场和电磁场进行衍生耦合。这样的耦合提供了额外的自由度来控制在膨胀期间电磁耦合常数的时间依赖性。这一事实使我们能够找到条件,以避免强耦合的问题,影响许多现有的模型的磁。我们不需要依赖于特定的通货膨胀设置来发展我们的情景,这可能适用于不同的通货膨胀实现。另一方面,必须对与费米子和电磁力导数耦合的标量动力学提出具体要求,我们能够在明确实现我们的提议时满足这些要求。
2015-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary gravitational waves from unified spinor fields
最近对黑洞碰撞产生的引力波(GW)的观测为在不同尺度上探索宇宙打开了一扇新的窗口。对原始引力波的探测有望在未来几年内实现。然而,描述这些效应的标准理论是为弱引力波发展的,当它们的动力学可以线性化时。在这项工作中,我们开发了一个非微扰的形式主义来描述GW使用统一旋量场(USF)理论。计算了张量指数,得到了它必须是$0.0283 <n_T < 0.0407$,才能使$+$和$\times$偏振模具有相同的光谱.这对费米子源的自相互作用常数$3.0018\,<\,ξ^2\,< \,3.0025$施加了一定的限制。这里得到的最相关的结果是,在暴胀期间GW的能量密度的强度是$1.25\times 10^{-4} \left(\frac{m}{H}\right)^2 \, < \,Ω_{GW} \, < \,1.75\times 10^{-4} \left(\frac{m}{H}\right)^2$,其中$m$是$1/2$自旋费米子场的质量和$H$的哈勃参数在暴胀期间。这种切割对这些场的质量施加了限制:$\left({m\over H}\right)^2\lesssim 1.1\,h_0^2\times 10^{-11}$。
2018-11-02 gr-qc hep-th
Fermi-bounce Cosmology and scale invariant power-spectrum
利用广义相对论与费米子场的非平凡耦合,我们发展了一个非奇异的弹跳宇宙学。由于费米子的负能量密度贡献,通常的大爆炸奇点得以避免。我们的理论是没有幽灵的,因为产生反弹的费米子算子等价于没有动力学项的扭转。物理系统由标准的广义相对论加上引力的拓扑扇区,以及用非最小耦合的狄拉克场描述的费米子物质组成。我们表明,在收缩阶段产生的标度不变的功率谱可以恢复通过适当的选择费米子数密度和裸质量,从而提供了一个可能的替代方案的通货膨胀的情况。
2014-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational production of nearly thermal fermionic Dark Matter
我们考虑了在暴胀和后暴胀辐射主导时代费米暗物质的宇宙学产生。这个费米子\emph{only interacts gravitationally}的质量$m$远小于膨胀时的哈勃尺度(但在其他方面是任意的),并且在膨胀时处于其Bunch-Davies真空状态。我们专注于在暴胀结束时的超视界模式,并假设瞬时再加热。讨论了粒子产生的重整化,得到了全能量动量张量,并证明了粒子产生的贡献是近似于物质辐射的动力学流体形式。我们发现\emph{exactly}是产生的粒子$|B(k)|^2=\frac{1}{2}\Big[1-(1-e^{-\frac{k^2}{2mT_H}})^{1/2}\Big]$的分布函数,它表现出“出现温度”$T_H=H_0\sqrt{Ω_R}\simeq 10^{-36}(\mathrm{eV})$。所产生的粒子$Ω_{pp}$的丰度非常类似于在温度$T_H$,$Ω_{pp} \propto m \, (m\,T_H)^{3/2}\simeq \big(m/10^8\mathrm{GeV})\big)^{5/2}$和“冷”状态方程$w(a) \simeq (T_H/m a^2)$的非相对论自由度热化,两者都由超视界模式在膨胀结束。我们讨论等曲率扰动的微妙方面。
2020-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
ACT inflation and its influence on reheating era in Einstein-Gauss-Bonnet gravity
本研究基于ACT-DR6+Planck18+BAO数据,评估非最小耦合标量-爱因斯坦-高斯-博内引力在膨胀及再加热时期的可行性,发现ACT数据显著影响e-fold数并排斥再加热状态方程$w_\mathrm{eff}<1/3$,揭示了高曲率修正对早期宇宙现象学的影响。
2025-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Trans-Planckian Problem for Inflationary Cosmology Revisited
我们考虑一个暴胀宇宙模型,在这个模型中,加速膨胀阶段之前是一个非奇异的反弹和一个包含减速阶段的收缩阶段。我们遵循的波动,退出哈勃半径在辐射为主的收缩阶段的量子真空波动,重新进入哈勃半径在通货紧缩期间和重新交叉在阶段的通货膨胀。演化的波动使用广义相对论线性微扰方程,我们发现,他们退出哈勃半径在通货膨胀期间不具有标度不变的光谱,但具有高度红色的光谱与指数$n_s = -3$。我们还表明,波动的反作用限制了通货紧缩的时间间隔。我们的玩具模型表明,无论是跨普朗克问题的宇宙学扰动和反反应效应的暴胀宇宙学的重要性。首先,在不理解普朗克尺度物理和暴胀之前的阶段的情况下,当微扰在晚些时候离开哈勃半径时,将微扰置于其局部真空状态是一个不平凡的假设。第二,波动的反作用效应会对背景产生重要影响。
2009-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Trans-Planckian Problem in the Healthy Extension of Horava-Lifshitz Gravity
普朗克尺度物理可能影响宇宙学演化早期阶段宇宙学涨落的演化。由于暴胀期间发生的准指数红移,对应于宇宙当前大尺度结构的随动尺度的物理波长在暴胀期间的早期阶段小于普朗克长度。这种反普朗克效应在使用玩具模型之前就已经被研究过了。Horava-Lifshitz(HL)理论提供了在候选的UV完备引力理论中研究这个问题的机会。本文在假设物质产生暴胀背景的条件下,研究了HL引力下宇宙学扰动的演化。正如暴胀宇宙学中通常所做的那样,我们假设涨落起源于它们的最小能量状态。在trans-Planckian区域,涨落服从Corley-Jacobson型的非线性色散关系。在HL引力的“健康扩展”中,存在着一个在紫外区起重要作用而在红外区却很小的额外自由度,它影响着宇宙学扰动。我们发现,尽管这些重要的变化相比,通常的描述,整体尺度不变的宇宙学扰动的功率谱恢复。然而,我们得到的振荡的频谱作为一个函数的波数与相对振幅的顺序统一和有效频率的比例与波数的非线性。采用通常的暴胀参数,我们发现振荡的频率是如此之大,以至于难以观察到这种效应。
2012-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Analyzing the influence of graviton fluctuations on the inflationary spectrum with a Kuchař-Torre clock
本文使用参考流体作为物理时钟构建引力与物质的 WKB 和 BO 图景,并分离度规场的经典贡献与量子引力子自由度,推导出评估量子场论修正的幺正理论,发现引力子诱导的修正会破坏原始宇宙 de Sitter 阶段暴胀谱的标度不变性。
2024-10-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Influence of heavy modes on perturbations in multiple field inflation
我们研究了多场暴胀模型中的线性宇宙学扰动,其中一些方向是轻的,而另一些方向是重的(相对于哈勃参数)。通过对大量的自由度进行积分,我们确定了光自由度的多维有效理论,并明确给出了传播矩阵,以取代一维情况下的有效声速。然后,我们详细研究的后果突然转向沿膨胀的轨迹,特别是可能的故障的低能量有效理论的情况下,重模式被激发。借助于场空间中的一种新的基,而不是通常的绝热/熵基,我们研究了扰动在转向过程中的演化。特别地,我们计算了功率谱,并与低能有效理论的结果进行了比较。
2013-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
GEFF: The Gradient Expansion Formalism Factory - A tool for inflationary gauge-field production
Institute for Theoretical Physics, University of Münster(明斯特大学理论物理研究所)
GEFF是一个Python包,用于研究暴胀期间规范场产生,实现梯度展开形式主义,支持轴子暴胀模型及引力波研究。
2025-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The scalar-torsion gravity corrections in the first-order inflationary models
该研究探讨标量场与挠率非最小耦合对宇宙学模型的修正,提出幂律参数化方法得到显式修正,估算了其对一类一阶暴胀模型宇宙学参数的影响,并给出基于观测约束的模型验证流程。
2025-03-24 gr-qc hep-th
Influence of backreaction of electric fields and Schwinger effect on inflationary magnetogenesis
我们研究了电磁场与暴胀子场$ϕ$的动力学耦合$f^{2}(ϕ)F_{μν}F^{μν}$破坏麦克斯韦作用量的共形不变性时暴胀过程中电磁场的产生。我们考虑的情况下,耦合函数$f(ϕ)$在通货膨胀期间的时间减少,因此,电子组件的能量密度占主导地位的磁性。系统的方程,其中管理的联合演变的标度因子,暴胀子场,和电能密度的推导。当电能密度变得与慢滚参数$ε$和暴胀子能量密度的乘积$ρ_{E}\sim ερ_{\rm inf}$一样大时,发生逆反应。它影响了暴胀子场的演化,并导致标度不变的电功率谱和磁功率谱,对于任何递减的耦合函数,磁功率谱是蓝色的,谱指数为$n_{B}=2$。这给出了当前观测到的低于$10^{-22}\,{\rm G}$的磁场值的上限。值得强调的是,由于粒子$e_{\rm eff}=e/f$的有效电荷受到耦合函数的抑制,所以施温格效应只有在暴胀的后期,当暴胀子场接近其势的最小值时才变得重要。施温格效应使电场值突然减小,有助于完成膨胀阶段并进入预热阶段。它有效地产生了带电粒子,甚至在暴胀子的快速振荡之前就实现了施温格再加热的场景。在Starobinsky暴胀模型中,对幂型$f\propto a^α$和Ratra型$f=\exp(βϕ/M_{p})$耦合函数进行了数值分析.
2018-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Averaging of the Equations of the Standard Cosmological Model over Rapid Oscillations: Influence of the cosmological term on the mean value of the effective barotropic coefficient
借助于作者编写的应用软件包,我们对经典标量场的有效总正压系数($κ=(-λ+ p)/(λ+ε$)和宇宙学项进行了平均,并证明了在宇宙学演化过程中,当宇宙学常数足够大时,宇宙从暴胀阶段过渡到非相对论阶段,然后经过一个平台期,它会过渡到一个较晚的通货膨胀阶段。
2018-08-17 gr-qc
Gravitino production in hybrid inflationary models
最近的研究表明,由于暴胀势底部振荡的时变标量场,在膨胀背景中激发引力子是可能的。引力子的两个分量,即螺旋度1/2和螺旋度3/2,由于问题中存在不同的时变质量标度而被不同地激发。在本文中,我们分析了多手征场景中两种螺旋度的产生,特别关注混合暴胀的一般模型。混合模型中的费米子产生与文献中讨论的混沌模型有很大的不同。本文从理论和数值两方面对引力子的产生作了全面的讨论。注意到引力子的产生并不是发生在暴胀子场的最初几次振荡中,而是一个渐进的延迟过程。大约需要30-40次振荡来建立产量,并且根据模型参数,饱和甚至可能需要更长的时间。我们给出了再热温度的估计,并简要讨论了费米子产生的反反应,这可能会改变引力子的丰度。
2000-07-05 astro-ph gr-qc hep-ph
A new inflationary Universe scenario with inhomogeneous quantum vacuum
我们研究了量子真空,发现涨落可以导致非均匀的量子真空。我们发现真空涨落对宇宙的不均匀性有着显著的影响,这与以前的预期不同。通过引入修正的格林函数,我们得到了一个新的暴胀方案,它可以解释为什么宇宙仍然在膨胀而没有减速。我们还计算了基于非均匀真空的宇宙隧穿振幅。我们发现,不均匀性可以导致宇宙的渗透超过势垒比以前认为的更快。
2018-02-08 gr-qc
Effective field theory of weakly coupled inflationary models
有效场论(EFT)方法在暴胀中的应用在我们目前对极早期宇宙的理解中起着核心作用。EFT的观点在分析自相互作用决定共同移动的曲率扰动(戈德斯通玻色子模式)的演变及其对低能观测的影响方面特别有用。然而,标准的EFT形式主义,在时空微分算子的最低阶,不提供最一般的参数化的理论,保持弱耦合在整个低能量制度。在这里,我们研究EFT制定包括时空微分算子暗示的尺度依赖的戈德斯通玻色子的自相互作用和色散关系。这些运营商被证明是自然产生的低能量相互作用的戈德斯通玻色子与重领域已被整合出来。我们发现,EFT然后保持弱耦合的所有方式到截止尺度,在紫外线自由度成为操作。这开辟了一个新的物理学领域,在这个领域中,色散关系由对动量ω~ p^2的二次依赖决定。此外,假设模式在这个能量范围内穿过视界,暴胀观测值的预测--包括非高斯特征--会受到表征它的新尺度的显著影响。
2013-04-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
From inflation to recent cosmic acceleration: The fermionic Elko field driving the evolution of the universe
在本文中,我们构建了由质量维驱动的宇宙的完整演化,一个暗旋量称为Elko,从通货膨胀开始,通过物质主导的时代,并完成与最近的加速膨胀。具有对称破缺型势的费米子Elko场的动力学可以自然而优雅地再现宇宙的所有相态。给出了Elko系统一般情况下的动力学方程和极限$H\ll m_{pl}$下的慢滚条件。对暴胀过程中的e折叠数、暴胀后的能量密度和目前的宇宙实际大小的数值分析与宇宙学的标准模型符合得很好。如果把埃尔克场看作是它的量子类似物的平均值,那么用泡利不相容原理来解释暴胀相也是可能的。
2017-09-12 gr-qc
A New Method of Generating Exact Inflationary Solutions
宇宙初始暴胀的机制是基于引力耦合标量场$ϕ$。各种情况下的区别是选择一个{ \it有效的自我相互作用潜力} $U(ϕ)$,它模拟了{ \it暂时}非零{ \em宇宙学项}。利用哈勃展开参数$H$作为新的"时间”坐标,我们可以形式化地导出{\em空间平坦}宇宙的{\it一般} Robertson-Walker度规.我们的新方法提供了一个允许的暴胀势的分类,是广泛的,足以体现所有已知的{ \it精确}解决方案,涉及一个标量场作为特殊情况。此外,我们提出了新的通货膨胀和通货紧缩的精确解,可以很容易地预测的$U(ϕ)$的形式对密度扰动的影响。
1994-07-27 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmological models with non-canonical scalar and fermion fields: k-essence, f-essence and g-essence
本文研究了具有费米子场和非正则动力学项(f-本质)的宇宙学模型。我们还提出了一些重要的减少模型以及它的一些推广。我们还找到了模型的精确解,并研究了这种引力-费米子相互作用对观测到的宇宙加速膨胀的影响。分别作为f-本质和g-本质的特殊约化,构造了几种费米子和玻色-费米子DBI模型,并找到了它们的Chaubergin气体对应物,最后提出了一些弹跳宇宙和循环宇宙的非线性模型。
2016-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Influence of Fermionic Dark Matter on the Structural and Tidal Properties of Neutron Stars
Aliah University(阿利亚大学)
研究理想费米气体暗物质对中子星可观测性质的影响,通过约束参数空间发现暗物质积累量必须较小以满足当前天体物理限制。
2026-07-02 astro-ph.HE gr-qc
Comment on the "Influence of Cosmological Transitions on the Evolution of Density Perturbations"
马丁和施瓦茨最近的一篇论文[1]认为,“标准的通货膨胀结果”最终得到了证明。结果本身被表述为:“暴胀时期越接近德西特时空,大尺度引力波在今天的CMBR中就越不重要”。从Grishchuk的基本方程出发[2,3],作者说[1] Grishchuk关于引力波和密度扰动的度规振幅近似相等的结论是错误的,因为通过(平滑)再加热转变的标量度规扰动的时间演化没有正确计算”。他们重申了在再加热过程中标量扰动(与引力波相反)的“大放大”的说法。作者说[1],经过适当的校正,他们已经恢复了Grishchuk方法中的“标准结果”。这篇评论表明,“大放大”是一种误解。对于引力波和密度扰动,长波长度规扰动的演化没有区别:它们都保持近似恒定。只要扰动的波长远大于哈勃半径,宇宙学跃迁对演化的影响就根本不存在。结果表明,从[2,3]的方法出发,不作任何改变,可得到[2,3]的结论。最后,有人认为,“标准暴胀结果”并不来自正确的演化和密度扰动的量子归一化。
1999-09-17 astro-ph gr-qc hep-ph
The spectrum of Gravitational Waves, their overproduction in quintessential inflation and its influence in the reheating temperature
在暴胀理论中,作为标准或典型暴胀的最重要的问题之一是在暴胀时期结束后重新加热宇宙的机制,以便与热大爆炸宇宙相匹配。在典型的暴胀中,经常使用两种机制,即通过引力粒子产生的再加热,正如我们将看到的,当从暴胀结束到动力学状态的相变时,这是非常有效的(暴胀子场的所有能量都是动能)是非常突然的,所以-称为瞬时预热,其用于非常平滑的相变,因为在这种情况下重力粒子的产生是非常低效的。在本工作中,这些机制进行了详细的研究,得到的边界的再加热温度和在每个再加热机制中所涉及的参数范围,以便引力波(GW)产生的启始不干扰大爆炸核合成(BBN)的成功。
2020-06-22 gr-qc hep-th
Quasi-Isotropization of the Inhomogeneous Mixmaster Universe Induced by an Inflationary Process
本文导出了实自相互作用标量场存在下宇宙模型的“泛”非齐次“桥”解。这个解将类卡斯纳机制与暴胀演化阶段联系起来,因此提供了宇宙准各向同性化的动力学机制。在一个标准的Arnowitt-Deser-Misner动力学哈密顿公式的框架下,通过采用Misner-Chitrè-like变量,我们整合了Einstein-Hamilton-Jacobi方程,该方程对应于一个“通用”的非均匀宇宙模型,其演化受到与玻色子场耦合的影响,预计该模型将导致自发对称性破缺构型。宇宙的详细演化对初始条件的依赖性,然后适当的特点。
2002-09-17 astro-ph gr-qc
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
Influence of dark matter on quantum entanglement and coherence in curved spacetime
本文研究完美流体暗物质对史瓦西黑洞附近费米子与玻色子场量子纠缠和相干性的影响,发现其效应依赖密度且不同量子场响应差异显著,为暗物质探测中量子探针的选择提供了依据。
2025-07-22 gr-qc quant-ph
Asymptotic diagonalization of the fermionic Hamiltonian in hybrid loop quantum cosmology
我们利用混合圈量子宇宙学的自由度,分裂几何场和物质场的自由度,从而建立一个具有良好量子性质的物质场的量子场论。我们研究这个问题,在一个膨胀,平坦的宇宙学与非均匀扰动,并集中讨论狄拉克场,最低限度地耦合到宇宙学背景,并作为一个扰动。在截断扰动中最低非平凡阶的作用之后,必须为物质内容定义正则变量,为此通常采用混合均匀背景和扰动的正则变换。这些可能的定义中的每一个都与对完整系统的哈密顿量的不同物质贡献相关联,一般来说,完整系统可能包含类创生变量和类湮灭变量的二次项,以及随后的费米子粒子和反粒子对的产生和毁灭。我们确定的费米子正则变量的选择,其中的相互作用部分的哈密顿量可以忽略不计,如所需的大粒子/反粒子波数的渐近制度。最后,我们研究了这种选择的量子动力学,对量子态施加总的哈密顿约束,并假设它们的引力部分不受费米子的存在的显着影响。这样,我们得到了一个薛定谔方程的费米子自由度的量子期望值的几何,导致渐近对角海森堡关系和Bogoliubov演化变换,在相关的正常有序哈密顿没有分歧。
2019-04-01 gr-qc
Quark, lepton and right-handed neutrino production via inflation
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);China Center of Advanced Science and Technology(中国高等科学技术中心);University of Warsaw(华沙大学)
研究通过膨胀机制产生标准模型费米子和右手轻子,并发现其产生量远高于低能质量估计,同时确定费米子暗物质质量下限。
2026-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gauss-Bonnet term corrections in scalar field cosmology
本文研究了标量场与Gauss-Bonnet项的非最小耦合对宇宙暴胀演化阶段的影响。这种耦合的主要宇宙学效应被认为是。确定了Einstein-Gauss-Bonnet暴胀与基于Einstein引力的标准暴胀之间的偏差。还考虑了保持标量场势类型的弱GB耦合对标准暴胀模型的修正。
2020-07-04 gr-qc
Non-thermal particle production in Einstein-Cartan gravity with modified Holst term and non-minimal couplings
本文研究了带修正Holst项与非极小耦合的Einstein-Cartan引力中的非热费米子产生,通过辅助场法将其转化为赝标量-张量理论,揭示了暴胀后真空失稳导致的粒子产生机制及其质量与螺旋度依赖性。
2024-10-17 gr-qc hep-ph
A new Contribution to Cosmological Perturbations of some Inflationary Models
我们表明,有暴胀模型的扰动的能量动量张量,这是二阶的标量场,不能忽略。我们首先指定的条件下,通常的一阶扰动不存在。然后,我们分析了经典的,我们的新类型的扰动的增长和衰减的一个模式的波动$\deϕ_k$的标量场。我们推广这种分析,考虑到从整个光谱的$\deϕ$的贡献,以一个给定的波长的几何扰动。最后,我们讨论了在随后的辐射主导时代的扰动的演变,并讨论了由此产生的密度波动谱。在无质量标量场的情况下,我们找到一个谱指数$n=4$。对于大质量标量场,我们得到了$n=0$,但由此产生的大统一尺度周围的暴胀波动幅度太高了。因此,“传统”暴胀模型绝不能受到这种新型扰动的影响,以便产生可接受的物质和宇宙微波背景辐射波动。
1994-04-20 astro-ph gr-qc
Cosmological model with non-minimally coupled fermionic field
本文提出了一个宇宙模型,它的组成部分是:(a)由与引力场非最小耦合的费米子场模拟的暗能量场,(b)由无压重子场和暗物质场组成的物质场,(c)代表辐射和中微子的场。考虑空间平坦的均匀各向同性宇宙,数值求解了狄拉克方程和爱因斯坦场方程的耦合系统。结果表明,该模型可以再现预期的红移行为的减速参数,各成分的密度参数和光度距离。此外,对于较小的红移值,耦合费米场和引力场的常数对密度和减速参数有显著的影响。
2007-10-26 gr-qc
Fermionic fields in a four-dimensional Bonnor-Melvin-Lambda space-time
本文研究四维 Bonnor-Melvin-Lambda 电真空时空中费米子场的 Dirac 方程,推导径向波方程并得到能级与波函数解析解,证明拓扑参数会破坏能谱简并。
2025-03-09 gr-qc quant-ph
Pointer states for primordial fluctuations in inflationary cosmology
暴胀宇宙学中的原始涨落在波长大于哈勃尺度时通过退相干获得经典性质。虽然退相干是有效的,但它并不完全,因此原始相关性的很大一部分仍然保留到现在。我们解决的指针状态,提供了一个经典的基础上的波动相对于环境(其他领域)的影响的问题。从开放系统的量子理论(林德布拉德方程)的应用方法,我们表明,这个基础是由窄高斯近似场振幅的本征态。我们计算了涨落的冯诺依曼熵和线性熵。它们与每个场模式的最大熵的比率定义了熵意义上的部分退相干的程度。我们还确定了部分退相干的时间,使魏格纳函数积极无处不在,在通货膨胀期间的超级哈勃模式,几乎是独立的耦合到环境中,只是略大于哈勃时间。另一方面,假设一个代表性的环境(光子浴),子哈勃模式的消相干时间是有限的,只有当一些真正的耗散存在。
2007-03-20 astro-ph gr-qc quant-ph
Warm inflation in a Universe with a Weylian boundary
本研究将Weyl型几何边界引入Einstein-Hilbert作用量,推导含Weyl向量的广义Friedmann方程,构建三类暖暴胀模型,数值模拟证实边界效应在早期宇宙辐射产生及暴胀阶段转变中起重要作用。
2024-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Influence of spatial curvature in cosmological particle production
Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学);Instituto de Física Teórica UAM/CSIC(UAM/CSIC理论物理研究所);University of Oslo(奥斯陆大学)
研究了空间曲率对早期宇宙粒子产生谱的影响,通过非微扰方法计算了标量粒子数密度,发现轻场情况下曲率效应显著。
2026-02-04 gr-qc hep-ph hep-th
Evolution of the universe driven by a mass dimension one fermion field
本文研究了充满中性质量一维费米子场(有时称为Elko)的宇宙演化。耦合方程组的数值分析提供了一个尺度因子的增长和能量密度的演变,正确地再现宇宙的暴胀阶段。在此之后,假设能量转移到普通物质的机制,暴胀后产生的初始条件驱动了辐射主导相和随后的暗物质演化,因为Elko场是一个很好的暗物质候选者。在暴胀末期、辐射末期和目前的场的能量密度与标准模型的估计值一致。分析进行了一个潜在的包含一个二次质量项加上一个四次自相互作用项,这自然是从理论的质量维费米子。有趣的是,当场在普朗克质量尺度附近发生某种跃迁时,就会发生暴胀。在暴胀过程中e-折叠的数量被发现强烈依赖于Elko场的初始条件,就像在混沌暴胀模型中发生的那样。得到了Elko场的质量上限为$m<10^9$ GeV。最后给出了暴胀相位和宇宙加速的一种可能的解释,这种解释是一种泡利不相容原理的结果。
2017-09-27 gr-qc
Warm inflation in Weyl geometric gravity
School of Physics, Sun Yat-Sen University(中山大学物理学院);Department of Physics, Babeş-Bolyai University(巴比什-博雅伊大学物理系);Astronomical Observatory(天文台);Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education), Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, School of Physics, South China Normal University(华南师范大学物理学院原子与亚原子结构及量子控制教育部重点实验室、广东省物质结构与基本相互作用卓越基础研究中心);Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, South China Normal University(华南师范大学广东省量子工程与量子材料重点实验室、粤港量子物质联合实验室)
本文研究了Weyl几何引力理论中的暖膨胀场景,探讨了通过在最简单的规范不变引力作用量中加入物质而构建的作用量,并分析了该理论在宇宙早期演化的 cosmological implications,包括辐射、inflaton场和Weyl向量共存的情况,提出了线性耗散系数模型与四次方势的结合,并通过数值计算开发了一个从膨胀时期自然过渡到辐射主导时期的暖膨胀模型。
2026-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Does fermionic entanglement always outperform bosonic entanglement in dilaton black hole?
Liaoning Normal University(辽宁师范大学)
研究发现稀尔顿黑洞中玻色子与费米子场的纠缠特性存在差异,挑战传统观点并提供理论指导。
2026-09-25 gr-qc quant-ph
Fermionic currents in topologically nontrivial braneworlds
研究了在具有任意数量的超环面紧维的局域AdS时空背景下,在恒定规范场存在的情况下,膜对带电费米子场电流密度真空期望值的影响.沿着紧维,场算符服从具有任意相位的拟周期性条件,在膜上,场算符受袋边界条件的约束。电荷密度和电流密度沿非紧凑维度的分量的VEV消失。沿紧维的分量被分解成膜自由和膜诱导的贡献。后者的行为在各种渐近区域的参数进行了研究。特别地,它表明,膜诱导的贡献主要位于膜附近,并在AdS边界和视界上消失。一个重要的特征是膜上电流密度的有限性。应用程序给出了$Z_2$ -对称branewlords的Randall-Sundrum型紧尺寸的两类边界条件的费米子场。在三维时空的特殊情况下,将相应的结果应用于研究封闭磁通量对弯曲石墨烯管中诱导的基态电流密度的边缘效应.
2018-08-05 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Topological Casimir effect for fermionic condensate in AdS spacetime with compact dimensions
该研究探讨AdS时空中紧致维度对费米子凝聚体的拓扑Casimir效应,提取拓扑贡献并分析其边界与视界行为,应用于二维狄拉克材料。
2025-02-03 gr-qc hep-th quant-ph
Fermionic vacuum polarization by a cosmic string in anti-de Sitter spacetime
本文研究了反德西特时空中存在宇宙弦时,与大质量费米子场相关联的费米子凝聚(FC)和能量动量张量的真空期望值(VEV).为了发展这种分析,我们在相应的时空中构造了归一化本征函数的完整集合。我们考虑AdS边界上的边界条件的一种特殊情况,当MIT袋边界条件施加在从边界的有限距离处的场算子上时,然后将其取为零。能量动量张量的FC和VEV被分解为纯AdS和弦诱导部分。由于文献中对AdS时空中单圈量子效应的分析已经有所发展,因此本文主要研究宇宙弦对VEV的影响。能量动量张量的VEV中弦诱导部分是对角的,轴向和径向应力等于能量密度。对于弦附近的点,曲率的影响是次显性的,并且到前导阶,VEV与Minkowski体中宇宙弦的VEV相一致。在大的适当距离的字符串,衰减的VEVs显示幂律依赖的距离无质量和有质量的字段。这与闵可夫斯基体的情况相反,在闵可夫斯基体中,对于大质量场,弦引起的部分呈指数衰减。
2013-07-04 gr-qc hep-th
Decoherence and entropy generation at one loop in the inflationary de Sitter spacetime for Yukawa interaction
本文在暴胀 de Sitter 背景下研究 Yukawa 耦合的无质量标量–费米子开放量子系统,利用非平衡有效场论和单圈重整化 Kadanoff-Baym 方程计算标量场晚时 von Neumann 熵及参数依赖,揭示其退相干特征。
2024-03-05 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum obesity and steering ellipsoids for fermionic fields in dilaton black hole
本文研究了经历GHS时空膨胀的二元Gisin态的量子肥胖、量子discord和量子导向椭球,发现膨胀参数和费米统计对量子关联可达性及椭球体积在不同区域有相反影响。
2025-06-24 gr-qc math-ph math.MP
Inflation, quantum fields, and CMB anisotropies
暴胀宇宙学已被证明是最成功的预测在宇宙微波背景(CMB)中观察到的各向异性的属性。在这篇文章中,我们表明,量子场重整化显着影响原始微扰的产生,因此预期的可测量的宇宙膨胀的CMB上的印记。然而,新的预测仍然与观察一致,事实上更倾向于最简单的暴胀形式。在不久的将来,对早期宇宙的引力波对CMB影响的观测将检验我们的新预测。
2009-09-01 gr-qc