Inflation after Planck: and the winners are
我们回顾了最近公布的宇宙微波背景(CMB)普朗克数据对暴胀的限制,我们认为,单场慢卷暴胀的情况(最小的动力学项)是有利的。然后,在这类模型中,通过贝叶斯推断,我们展示了如何根据其性能对情景进行排名,从而确定“最佳通货膨胀模型”。
2013-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamically induced Planck scale and inflation in the Palatini formulation
我们研究了非最小Coleman-Weinberg暴胀在Palatini重力公式中的$R^2$项。普朗克尺度是由暴胀子的真空期望值通过其与曲率标量$R$的非最小耦合动态产生的。我们表明,在Palatini引力中加入$R^2$项使得非最小Coleman-Weinberg暴胀再次与观测数据相容。
2020-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Conformal $α$-attractor Inflation with Weyl Gauge Field
共形标度不变性对于理解宇宙的起源和演化具有重要作用。在通货膨胀期间,它似乎是一种近似对称性,但它是如何被打破的仍然不确定。吸引子$α$膨胀实现了共形对称的自发破缺和神秘的SO(1,1)全局对称性.为了更好地理解SO(1,1)对称性,本文给出了一个更一般的形式系统地处理具有局部共形对称性的暴胀模型。我们发现SO(2)是外尔规范场存在时的另一种可能的对称性。我们还得到了暴胀场在Jordan框架和Einstein框架之间的所有解析解。我们讨论了一类具有近似SO(2)对称性和三角势的暴胀模型,发现它能很好地拟合当前的观测结果,并将在未来的CMB实验中得到验证。
2020-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chaotic Inflation in Supergravity after Planck and BICEP2
我们讨论了超引力中混沌暴胀的一些最简单版本的一般结构和观测结果,并与普朗克2013年和BICEP 2的数据有关。我们表明,最简单的二次电位的最小修改是足够的,以提供一个可控的张量模式信号和抑制CMB功率在大的角度尺度。
2014-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Observational Status of Cosmic Inflation after Planck
讨论了普朗克2013年和2015年结果以及BICEP 2/Keck阵列和普朗克联合分析后的暴胀观测状况。这些教学讲义的目的是作为一个技术指南,填补理论文章之间的差距膨胀和天体物理学和宇宙学数据的实验工作。在简要讨论了以膨胀(负自引力压)为基础的中心原理及其实验验证之后,回顾了最近的宇宙微波背景(CMB)各向异性测量如何约束宇宙暴胀。事实上,香草通货膨胀模型,到目前为止,首选的意见进行了讨论,并解释了为什么高原样的潜在版本的通货膨胀的青睐在这一子类的情况。最后,还研究了未来的测量,特别是$B$ -模式CMB极化或原始重力波的测量,将如何帮助提高我们对暴胀的认识。
2015-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Power-law Inflation Satisfies Penrose's Weyl Curvature Hypothesis
基于熵的考虑和时间箭头彭罗斯认为,宇宙必须开始在一个特殊的初始奇点消失外尔曲率。这通常被解释为与通货膨胀不一致。在这里,我们的论点正好相反,彭罗斯的说服实际上与通货膨胀是一致的。使用幂律膨胀的例子,我们表明,通货膨胀开始于过去的零奇点,Weyl张量消失时,最初的度量是完全共形平坦的。这个初始状态精确地服从彭罗斯条件。初始的零奇点自发地破坏了$T$ -反转,并拾取了时间箭头。它可以被调节和解释为从无到有创造宇宙,当它实现时,最初适合于普朗克大小的泡沫。彭罗斯的初始条件是有利于初始$O(4)$对称的气泡,选择的极值的监管欧几里德行动。预测的观测值与数据之间存在轻微的紧张关系,但如果在过去的60年里对幂律膨胀进行小的修正,它们就可以拟合。
2022-11-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation with Planck: a survey of some "exotic" inflationary models
我们根据普朗克2015年的数据,研究了一些基于引力修正的暴胀模型,例如广义的Chaubergin激发的暴胀,基于$N=1$超引力和膜世界场景的模型。我们还表明,相反,潜力与一个非常平坦的高原产生一个原始的光谱类似的Starobinsky模型,无需修改广义相对论。
2018-03-21 gr-qc hep-ph hep-th
Inflation after Planck: Judgment Day
暴胀理论被大多数宇宙学家认为是早期宇宙的最佳理论。然而,一个科学模型的有效性并不取决于计算其支持者的数量,因此,这种优势不能被视为其正确性的证明。纵观历史,人们对通货膨胀提出了许多批评。普朗克宇宙微波背景数据的最终公布,代表了一个基准时间来研究它们的相关性,并决定暴胀是否真的值得它的至高无上。在本文中,我们对反对暴胀的批评进行了分类,根据现在观测上已知的关于早期宇宙的情况,对所有这些批评进行了梳理,并试图推断和评估暴胀的科学地位。虽然我们发现重要的问题仍然悬而未决,但我们的结论是,暴胀范式并没有陷入困境,相反,普朗克数据反而加强了它。
2019-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Sub-Planckian inflation & large tensor to scalar ratio with $r\geq 0.1$
我们明确指出为什么arXiv:1404.1821 [hep-ph]的分析是不正确的。在这里,我们明确地表明,为什么亚普朗克场漂移的暴胀子场可以产生大的可观测的张量标量比,满足普朗克和BICEP的限制。
2014-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflamagnetogenesis redux: Unzipping sub-Planckian inflation via various cosmoparticle probes
在本文中,我介绍了一个精确的限制原始磁,一个通用类的单场暴胀模型,其次是小场漂移低于普朗克尺度。我还建立了一个连接的磁场在目前的时代和原始重力波($r$)通过非零CP不对称参数($ε_{\bf CP}$),这触发了leptogenesis的情况。最后,我们还探索了理论CMB B模偏振谱中隐藏的各种宇宙学唯象特征,这些特征可以被看作是普朗克B模偏振数据公布后,进一步严格约束低、高尺度小场暴胀模型的一个重要探索。
2014-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Does the first chaotic inflation model in supergravity provide the best fit to the Planck data?
本文描述了Goncharov和本文作者在1983年提出的超引力混沌暴胀的第一个模型。该模型的暴胀子势在暴胀子场较大时具有平台型行为$V_{0} (1- {8\over 3}\, e^{-\sqrt 6 |ϕ|})$。这个模型预测$n_{s} = 1-{2\over N} \approx 0.967$和$r = {4\over 3 N^{2}} \approx 4 \times 10^{-4}$,在良好的协议与普朗克数据。我提出了一个轻微的推广这个模型,它不仅可以描述通货膨胀,但也暗能量和超对称性破缺。
2015-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Strong Planck constraints on braneworld and non-commutative inflation
我们把观测的似然约束膜世界和非交换膨胀的一些暴胀的潜力,使用普朗克,WMAP极化和BAO数据。这里考虑的膜世界和非对易情景都受到最新数据的限制,甚至比标准的广义相对论模型更严重。在大于95%的置信水平下,排除了$p \geq 2$在Randall-Sundrum(RS)膜世界宇宙学中的单项式势$V(ϕ) \propto ϕ^p$,以及$p>0$在Gauss-Bonnet(GB)膜世界的高曲率极限和非对易暴胀的红外极限中的单项式势,这是由于大的标量谱指数。自然暴胀、小变化暴胀子模型和斯塔罗宾斯基暴胀的一些参数值在所有情况下都是允许的,尽管在非对易时空中自然暴胀需要一些调整。
2014-03-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck and Electroweak Scales Emerging from Weyl Conformal Gravity
我们证明了在Weyl共形几何中,普朗克质量标度可以由共形引力通过Coleman-Weinberg维度嬗变机制产生,其中来自于引力场和Weyl规范场的量子修正触发了局部Weyl对称性的对称性破缺.研究还表明,标量场的真空期望值通过包含标度不变部分和Coleman-Weinberg机制贡献的势传递到标准模型的一个扇区,从而产生电弱标度.
2019-03-22 gr-qc hep-ph hep-th
Planck Scale from Broken Local Conformal Invariance in Weyl Geometry
结果表明,在基于Weyl共形几何的二次引力中,通过局部尺度对称性(即共形对称性)破缺的Coleman-Weinberg机制,可以由引力场和Weyl规范场的量子效应产生Planck质量标度.与此同时,外尔规范场通过吸收介子而获得小于普朗克质量的质量。由于引力特性和高度对称性,有效势的形状几乎是平坦的,因此我们的模型将为暴胀宇宙提供一个有吸引力的模型。我们还提出了一个玩具模型,展示了从约旦框架到爱因斯坦框架的尺度对称性的自发对称性破裂,并指出了它的问题。
2019-09-21 gr-qc hep-ph hep-th
Gauging scale symmetry and inflation: Weyl versus Palatini gravity
本文对具有{ \it规范}尺度对称性的两种二次引力理论中的暴胀现象进行了比较研究:1)原始的Weyl二次引力理论和2)由类似作用量定义的理论,但是用Palatini方法代替Weyl联系而得到的理论。这些理论具有由这种对称性的规范场($w_μ$)引起的不同的矢量非度规性。这两种理论都有一个新的规范尺度对称性的自发破缺,在没有物质的情况下,必要的标量场不是为了这个目的而专门加入的,而是几何起源和二次作用的一部分。$w_μ$的Einstein-Proca作用量、普朗克标度和度规是在$w_μ$获得质量后的破缺阶段出现的(Stueckelberg机制),然后再破缺。在物质($ϕ_1$)的存在下,非最小耦合,标量势在耦合和场重标度的两种理论中是相似的。对于小的场值的潜力是希格斯,而大的领域的通货膨胀是可能的。由于它们的$R^2$项,两个理论都有一个小的张量标量比($r\sim 10^{-3}$),在Palatini情况下更大。对于一个固定的光谱指数$n_s$,减少非最小耦合($ξ_1$)增加$r$,这在Weyl理论中是有界的从上面的Starobinsky膨胀。对于一个足够小的$ξ_1\leq 10^{-3}$,与Palatini版本不同,Weyl理论给出了一个类似于Starobinsky暴胀的依赖关系$r(n_s)$,同时也保护了$r$不受高维算子修正。
2021-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Polynomial Chaotic Inflation in the Planck Era
基于暴胀子的多项式相互作用,提出了一个超引力中的混沌暴胀模型。具体来说,我们研究了混沌膨胀模型的二次,三次和四次耦合的标量势,并表明预测的标量谱指数和张量标量比可以位于1西格玛区域允许的普朗克结果。
2013-05-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Wess-Zumino Inflation in Light of Planck
讨论了具有单重手征超多重态的极小Wess-Zumino模型中的宇宙学暴胀。在适当的参数和假设暴胀时期开始时的合理初始条件下,该模型可以在宇宙微波背景(CMB)中产生正确强度的标量扰动,谱指数ns ~ 0.96,张量与标量扰动比r < 0.1,与普朗克CMB数据一致。我们还讨论了拓扑膨胀内的Wess-Zumino模型的可能性,并结合它与中微子质量的跷跷板模型的可能性。这将违反R宇称,但在如此低的速率下,最轻的超对称粒子将有足够长的寿命来构成天体物理学上的冷暗物质。
2013-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation in Weyl-invariant Einstein-Cartan gravity
本文研究 Weyl 不变二次 Einstein-Cartan 引力与标量场及 Holst 赝标量耦合系统的暴胀,发现其表现为小场值下的有效单场暴胀,且预言与观测相符。
2025-01-19 astro-ph.CO gr-qc 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
DBI Galileon inflation in the light of Planck 2015
在这项工作中,我们考虑了一个DBI Galileon(DBIG)暴胀模型,并通过潜在的独立分析,用Planck 2015和BICEP 2/Keck阵列和Planck(BKP)联合分析数据约束其参数空间。我们把注意力集中在暴胀的解决方案,其特点是恒定或变化的声速以及翘曲因子。我们对模型的弦方面施加限制,例如翘曲因子$\left(f\right)$和诱导重力参数$\left(\tilde{m}\right)$。我们研究了模型的参数空间,发现张量标量比可以低到$r\simeq6\times10^{-4}$,暴胀发生在GUT尺度。此外,我们还得到了张量功率谱的倾斜度,并根据BKP+激光干涉引力波天文台(LIGO)的最新结果检验了标准暴胀相容关系$\left(r=-8n_{t}\right)$,发现DBIG暴胀预言了张量功率谱的红谱指数.
2016-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Kahler potentials for Planck inflation
我们评估的卡勒潜在的超引力导致可行的单场暴胀模型是符合普朗克。我们强调的作用,对称性,如移动,海森堡和超对称性,在这些建设。同时也指出了它与弦论的联系。最后,我们讨论了一个适用于开弦暴胀的任意暴胀势的超引力模型,并将其推广到闭弦暴胀的情形。我们的模型包括最近讨论的超引力重新制定的Starobinsky模型的通货膨胀,以及一个有趣的替代与可比的预测。
2013-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Hyperbolic Inflation in the Light of Planck 2015 data
Rubano和Barrow讨论了暗能量的出现,晚期宇宙加速产生于具有双曲幂型势的自相互作用均匀标量场。在这里,我们研究了这个标量场势在暴胀时代的演化。利用暴胀框架下的双曲幂势,我们发现主要的慢滚参数,如标量谱指数,谱指数的运行和张量-标量涨落比,都可以解析计算.最后,为了测试这个双曲标量场模型在宇宙早期阶段的可行性,我们将该模型的预测与最新的观测数据(即普朗克2015)进行了比较。
2015-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Does Planck really rule out monomial inflation?
我们考虑的修改单项混沌暴胀模型由于辐射校正引起的暴胀耦合到玻色子和/或费米子必要的再加热。在忽略引力修正和把暴胀子当作经典背景场处理的情况下,它们是Coleman-Weinberg型的,并由重整化标度$μ$参数化.在宇宙学中,没有足够的测量来修正$μ$,因此我们最终得到了一系列模型,每个模型的势能斜率都略有不同。我们证明了明确的计算,在家庭的混乱$ϕ^2$模型,有些可能被排除了普朗克,而有些仍然是完全可行的。相反,辐射修正似乎并不能帮助混沌的$ϕ^{4}$模型满足普朗克约束。
2013-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Self-unitarization of New Higgs Inflation and compatibility with Planck and BICEP2 data
在本文中,我们表明,Germani-Kehagias模型的希格斯暴胀(或新希格斯暴胀),其中的希格斯玻色子是动力学非最小耦合到爱因斯坦张量是在完美的兼容性与最新的普朗克和BICEP 2数据。此外,我们表明,普朗克和BICEP 2数据之间的紧张关系可以缓解内的新希格斯粒子的通货膨胀的情况下,负运行的光谱指数。关于模型的么正性,我们认为它在宇宙的整个演化过程中都是么正的。希格斯-希格斯和希格斯-引力子扇区的弱耦合是由暴胀期间的大背景依赖截止尺度提供的。在相同的状态下,W和Z规范玻色子获得非常大的质量,因此解耦。另一方面,如果它们也与希格斯玻色子非最小耦合,它们的有效质量可以大大减少。在这种情况下,W玻色子和Z玻色子不再解耦。在暴胀之后,新希格斯模型可以很好地近似为具有可重整化势的四次伽利略子。我们认为,这可以统一地为通货膨胀最终开始创造合适的条件。
2014-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Trans-Planckian censorship, inflation and excited initial states for perturbations
最近提出的trans-Planckian censorship猜想(TCC)似乎要求暴胀的能量标度明显低于普朗克标度$(H_\text{inf}<10^{-20} \Mpl)$。这反过来又意味着暴胀的张量-标量比小得可以忽略不计,\textit{independent}的假设是慢滚,甚至是有一个单一的标量场,从而排除了暴胀,如果原始张量模式被观察到。在证明了这些边界的鲁棒性和一般性之后,我们证明了对于暴胀模型来说,具有宇宙学扰动的激发初始状态似乎是解决这个问题的一种方法。
2020-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A review of Axion Inflation in the era of Planck
由于暴胀机制对紫外物理非常敏感,因此理论上稳健的暴胀模型的构建为普朗克尺度物理提供了一个独特的窗口。我们回顾努力使用一个轴子与移位对称性,以确保长期的慢卷背景演变。对称性决定了哪些算符是允许的,而这些算符又决定了这类模型的观测预言,包括可观测的引力波(潜在的手征)、所有原初引力子的振荡、尺度不变性和高斯性的特定偏差以及原初黑洞。我们讨论了这类模型的限制,在最近的普朗克结果和评论未来的前景。位移对称性在大场暴胀模型中非常有用,因为大场暴胀模型通常具有单项式势,但它不能解释为什么两个或更多的势项相互微调,而这是典型的小场暴胀模型所需要的。因此,如果即将到来的实验将张量与标量之比限制为r < 0.01,则需要一些额外的对称性或微调。
2013-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On hilltop and brane inflation after Planck
山顶暴胀模型通常用势$V = V_{0}(1-{ϕ^{n}\over m^{n}}+...)$来描述。省略的项不影响$m \lesssim 1$的暴胀,但观测上排除了最流行的模型$n =2$和$4$用于$m \lesssim 1$。同时,在大的$m$极限下,在具有$V = V_{0}(1-{ϕ^{n}\over m^{n}})$的模型中计算张量与标量之比$r$的结果,对于所有的$n$,收敛到$r= 4/N \lesssim 0.07$,就像在具有$V \sim ϕ$的混沌暴胀中一样,表明与普朗克数据相当好的拟合。然而,我们发现,这是一个与模型$V = V_{0}(1-{ϕ^{n}\over m^{n}})$在$ϕ> m$的不一致性有关的伪影。该模型在大$m$极限下的一致推广通常会导致更大的值$r= 8/N$,这对山顶暴胀的观测状态产生负面影响。类似的结果对于D膜膨胀和$V = V_{0}(1-{m^{n}\over ϕ^{n}})$也是有效的,但是D膜膨胀模型的一致推广可以成功地补充$α$吸引子,描述普朗克2018所支持的($n_{s}$,$r$)空间中的大部分区域。
2019-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Compatibility of Planck and BICEP2 in the Light of Inflation
我们研究了BICEP 2探测宇宙微波背景(CMB)中B模偏振对暴胀的影响。我们发现,原始起源的测量的假设是只青睐的前四个带功率,而其他人会喜欢不合理的大值的张量标量比。仅使用这四个频带功率,我们进行了一个完整的分析,在宇宙学和膨胀慢滚参数空间,单独使用BICEP 2偏振测量和提取贝叶斯证据和复杂性的所有Encyclopaedia Inflationaris模型。这使我们能够确定最可能和最简单的BICEP 2通货膨胀情景。虽然这个列表包含了最简单的单项势,但它也包括了许多其他的情景,这表明在现阶段只将模型构建工作集中在大型场模型上是不合理的。我们证明了普朗克和BICEP 2所偏好的暴胀模型几乎是不相交的,这表明两个数据集之间存在明显的紧张关系。我们解决这种紧张局势与贝叶斯测量BICEP 2和普朗克之间的兼容性。我们发现,普朗克青睐的模型的两个数据集往往是不兼容的,而有一个温和的证据BICEP 2首选模型的兼容性。因此,对最好的普朗克模型(如斯塔罗宾斯基和/或卡勒模量暴胀)得出任何结论都为时过早。对于没有表现出数据集不兼容性的场景子集,我们使用两个数据集一起更新证据和复杂性。
2014-10-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck constraints on Higgs modulated reheating of renormalization group improved inflation
在RG改进的暴胀宇宙学的框架下,我们研究了一个可以解释为Higgs场的标量场的动力学。这个模型的背景轨迹可以提供足够的暴胀e折叠和一个优雅的出口到辐射占主导地位的阶段。我们研究了通过标准模型希格斯玻色子产生原初曲率扰动的可能性。这可以通过使用调制再加热机制在微调参数选择下实现。在这个模型中,原始的非高斯性预计是相当大的。虽然受到新发布的普朗克CMB数据的严格限制,但该模型提供了对撞机和早期宇宙物理学之间潜在的有趣联系。
2013-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck scale from broken local conformal invariance in Weyl geometry
我们证明了在基于Weyl共形几何的二次引力中,普朗克质量标度可以由引力场和Weyl规范场的量子效应通过局部标度对称性破缺的Coleman-Weinberg机制产生.与此同时,外尔规范场通过吸收标量引力子而获得小于普朗克质量的质量。由于引力特性和高度对称性,有效势的形状几乎是平坦的,因此我们的模型将为暴胀宇宙提供一个有吸引力的模型。我们还提出了一个玩具模型,展示了从约旦框架到爱因斯坦框架的全球尺度对称性的自发对称性破裂,并指出了它的问题。
2020-03-27 gr-qc hep-ph hep-th
On the Weyl gravity extension of Higgs inflation
本文将希格斯暴胀嵌入Weyl引力,利用重Weyl规范场抵消非正则动能项以缓解幺正性问题,并推广到一般协变动能项情形,同时讨论了轻Weyl规范场的希格斯机制及其对希格斯物理的影响。
2023-08-11 hep-ph hep-th
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
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
Trans-Planckian quantum corrections and inflationary vacuum fluctuations of non-minimally coupled scalar fields
在本文中,我们讨论了trans-Planckian物理如何影响暴胀真空涨落和原始密度扰动。暴胀过程中的跨普朗克问题已经在文献中得到了广泛的讨论,但仍存在争议。我们利用非最小耦合标量场的两点关联函数,通过绝热正则化或近似构造有效势,重新考虑了这个问题。首先,我们清楚地表明,在合理的假设下,量子涨落的截止发散在暴胀期间不会发生剧烈变化,并且修正可以嵌入标准有效势中。因此,紫外光对原始密度扰动的影响很好地转化为有效势。然后,我们从暴胀涨落中找出修正的有效势,并说明在暴胀过程中,trans-Planckian修正或UV修正是如何改变有效势的。我们清楚地表明,新的物理强烈影响的通货膨胀过程中的通货膨胀潜力,我们得到了通货膨胀的约束$Λ_{\rm UV} \ll H/g^{1/2}$,其中$g$是在紫外尺度$Λ_{\rm UV}$的相互作用耦合。
2019-08-15 gr-qc hep-ph hep-th
Reexamination of inflation in noncommutative space-time after Planck results
在非对易时空框架下的暴胀模型可以产生非平凡的标量谱指数,但通常同时导致大的张量-标量比。利用普朗克任务的最新观测数据,我们重新研究了非对易时空中的暴胀现象。我们发现,无论是运行的谱指数是微小的,与最近的观测结果相比,或张量标量比太大,允许足够数量的$e$折叠。作为例子,我们表明,混沌和幂律膨胀模型与非交换效应是不赞成目前的普朗克数据。
2013-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Starobinsky inflation with a quadratic Weyl tensor
研究含二次Weyl张量的Starobinsky暴胀的线性稳定性,发现标量 sector 存在经典指数增长不稳定性,使背景不可行,矢量和张量 sector 分别有对应鬼模但无经典不稳定性。
2023-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gauss-Bonnet assisted braneworld inflation in light of BICEP2 and Planck data
基于量子引力修正通常抑制标量原始谱(E模)的功率而不是张量原始谱(B模)的功率的想法,本文构造了一个五维引力理论,其中$V(ϕ)\propto ϕ^n$型暴胀($n\ge 1$)产生了一个合适的张量-标量比,它可以与BICEP 2和Planck数据兼容.引力的真实性质是五维的,由作用量$S = \int d^5{x} \sqrt{|g|} M^3 (- 6λM^2 + R + αM^{-2} {\cal R}^2)$描述,其中$M$是五维普朗克质量,${\cal R}^2=R^2-4 R_{ab} R^{ab} + R_{abcd} R^{abcd}$是高斯-邦纳(GB)项。五维的“大块”时空是反德西特时空($λ<0$),暴胀自然结束。${\cal R}^2$项对标量和张量涨落的大小以及谱指数的影响在暴胀的能量标度上是重要的。对于GB辅助的$m^2ϕ^2$ -暴胀,来自BICEP 2和Planck的暴胀约束,如$n_s\simeq 0.9603 (\pm 0.0073)$,$r=0.16 (+0.06-0.05)$和$V_*^{1/4} \sim 1.5\times 10^{16} {\text GeV}$都满足$ (-λα) \simeq (3-300)\times 10^{-5}$ .
2014-12-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck constraints on single-field inflation
利用最近的Planck观测数据,结合WMAP大角度极化、重子声学振荡和ACT/SPT温度数据,对慢变单场暴胀模型进行了宇宙学蒙特卡罗模拟.我们的分析涵盖了各种各样的模型与二阶运动方程-包括潜在的驱动慢卷膨胀,非最小耦合模型,运行动力学耦合,Brans-Dicke理论,潜在的驱动伽利略通货膨胀,场导数耦合到爱因斯坦张量,和k-通货膨胀。在运行的动力学指数耦合,协变Galileon条款,和场导数耦合的存在下,张量-标量比的自耦合潜力得到较小的相对于标准的慢卷膨胀,但模型位于68%CL观测轮廓之外。我们还表明,k-暴胀模型可以通过增加标量非高斯性的边界来严格约束。在φ>> M_{pl}区域中具有渐近平坦爱因斯坦标架势的小场暴胀模型一般都能很好地拟合数据。这些模型包括Kahler模暴胀、非最小耦合希格斯暴胀、以及存在势V(phi)=3M^2(M_{pl})^2/4且Brans-Dicke参数omega_{BD} <O(1)的Brans-Dicke理论中的暴胀(包括Starobinsky模型f(R)=R+R^2/(6M^2)作为特例)。
2013-07-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconciliation of High Energy Scale Models of Inflation with Planck
暴胀宇宙学范式在解释CMB各向异性到百分比水平上是非常成功的。除了依赖于暴胀模型外,CMB温度涨落的功率谱、谱倾斜和非高斯性也依赖于暴胀的初始状态。在这里,我们检查在多大程度上这些可观的影响,我们的无知,在初始条件的暴胀扰动,由于未知的新物理在高尺度$M$。对于满足反作用约束的初始状态,我们发现功率谱的幅度仍然可以显着改变,而双谱的修改仍然很小。对于这样的初始状态,$M$具有几十个$H$的上限,其中$H$是膨胀期间的哈勃参数。我们发现,对于$M\sim 20 H$,这样的初始状态总是(基本上)抑制张量标量比。特别是,我们表明,一般的初始条件的选择可以令人满意地调和简单的$1/2 m^2 ϕ^2$混沌模型与普朗克数据。
2014-02-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planckian hypersurfaces, inflation and bounces
当几何的标量和张量模式的不同波长都被分配在同一个类空超曲面上时,只有当加速膨胀阶段的持续时间和相应的张量与标量之比受到严格限制时,光谱的最大放大频率才保持小于普朗克质量。在暴胀开始时,所有不同的波长都可以在同一个类空超曲面上初始化,但这种策略和相关结论只适用于经典的非均匀性。我们认为,整个类的潜在的限制是很容易回避提供的不同波长的量子场被分配,只要他们通过相应的普朗克超曲面。在这种情况下,模函数的柯西数据取决于波数,因此较大的波长开始演化较早,而较短的波长则分配较晚。在这种策略中,传统暴胀阶段的持续时间和相应的张量标量比不受约束,但大尺度功率谱继承了特定的大尺度修正,但仍然不可观测。
2020-01-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spacetimes with vector distortion: Inflation from generalised Weyl geometry
引入了具有一般线性矢量畸变的时空。因此,仿射联络的挠率和非度量性被假定与向量场(而不是其导数)成比例。由此产生的两个参数家庭的非黎曼几何推广共形外尔几何和其他一些有趣的特殊情况。考虑到Einstein-Hilbert作用量的首阶二次曲率修正,唯一地得到了Starobinsky膨胀的单参数扩展,称为α吸引子。最一般的二次曲率行动介绍,除了典型的矢量动力学项,新的幽灵免费矢量张量相互作用。
2016-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reheating in small-field inflation on the brane: The Swampland Criteria and observational constraints in light of the PLANCK 2018 results
我们在Randall-Sundrum II膜模型的框架下研究宇宙学暴胀及其动力学。特别是,我们详细分析了四种代表性的小场暴胀势,即自然暴胀、山顶暴胀、类希格斯暴胀和指数超对称暴胀,每种暴胀都以两个质量尺度为特征。我们使用最新的普朗克结果来限制一个可行的暴胀宇宙出现的参数。此外,我们调查是否这些模型在膜宇宙学是一致的,最近提出的沼泽地标准,并给出预测的持续时间的再加热以及再加热温度膨胀后。我们的结果表明:(i)距离猜想是成立的,(ii)de Sitter猜想及其改进版本是可以避免的,(iii)五维普朗克质量$M_5$的允许范围介于$10^5~\textrm{TeV}$和$10^{12}~\textrm{TeV}$之间.我们的主要研究结果表明,非热leptogenesis不能在RS-II膜宇宙学的框架内工作,至少在这里考虑的暴胀潜力。
2021-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Planck scale operators, inflation and fine tuning
在普朗克尺度和普朗克尺度以上用紫外线完成标准模型和引力是一个令人生畏的问题,目前还没有普遍接受的解决方案。主要障碍包括:(a)缺乏普朗克尺度的数据;(b)引力的不可重整化性;(c)么正性问题。在这里,我们做一个简单的观察,如果一个人对待所有的普朗克尺度算子的标准尺寸相同的民主,可以驯服这些模型的一些不可取的功能。通过合理的微调,人们可以满足可行的暴胀模型所需的慢滚条件。即使这类运营商的数量变得非常庞大,情况也是如此。
2016-11-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Symmetry Breaking Indication for Supergravity Inflation in Light of the Planck 2015
具有精确整体$U(1)$对称性或Kähler势移动对称性的超引力理论为暴胀理论提供了自然的框架。然而,普朗克合作组关于原始张量涨落的新结果不利于二次暴胀。为了与新的Planck数据相一致,我们指出需要明确的对称破缺,并详细研究了这两个SUGRA暴胀。对于具有整体$U(1)$对称性的SUGRA暴胀,对称性破缺项导致暴胀子势的三角调制。$U(1)$对称性破缺项的系数为$10^{-2}$量级,这足以改善暴胀预言,而其高阶修正可以忽略不计。这样的模型预测了相当大的张量涨落,并且与普朗克的结果高度一致。特别地,具有线性$U(1)$对称性破缺项的模型预测了$\textbf{r}\sim0.01$周围的张量-标量比和运行光谱指数$α_s\sim-0.004$,这与普朗克观测值非常吻合。对于位移对称性破缺的SUGRA暴胀,暴胀子势受到指数因子的调制。调制的线性和二次模型与普朗克观测结果是一致的。在这两种模型中,张量与标量之比都可以达到$10^{-2}$的量级,这将通过近期的观测来检验。
2015-02-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Planck Constraints on Monodromy Inflation
我们使用名义普朗克任务的数据来约束调制的原始功率谱与单值通货膨胀。相对于未调制的模型,拟合的最大改进具有Δχ 2 ~10,并且我们没有发现原始信号的证据,这与WMAP 9数据集的先前分析(Δχ 2 ~20)相反。普朗克和WMAP 9的结果在角度尺度上大致一致,就最佳拟合值而言,它们预计会一致。然而,即使在这些尺度上,普朗克相对于WMAP的信号的重要性也会降低,并且与宇宙方差相关的噪声相吻合。我们的研究结果激励两个实验之间的详细比较和更仔细的研究单值通货膨胀的理论预测。
2013-08-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Resurrecting power law inflation in the light of Planck results
众所周知,具有指数势的正则标量场可以驱动幂律暴胀(PLI)。然而,在这样的模型中的张量标量比原来是大于严格的限制设置最近的普朗克结果。我们提出了一个新的幂律暴胀模型,其标量谱指数、张量标量比和非高斯参数$f_{_{\mathbf{NL}}}^{\mathrm{equil}}$与普朗克的结果非常一致。在这个模型中,暴胀是由具有逆幂律势的非正则标量场驱动的。我们模型的拉格朗日量在结构上类似于正则标量场的拉格朗日量,并且动力学项具有幂律形式。我们的模型的一个简单的扩展解决了优雅的退出问题,通常困扰模型的幂律通货膨胀。
2013-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Tachyon field inflation in the light of BICEP2
利用Planck+WMAP+ BICEP 2 +BAO联合观测数据研究了快子场的暴胀。虽然最小耦合快子场膨胀与普朗克2013数据一致,但它没有得到普朗克+WMAP+ BICEP 2 +BAO数据集的证实。然而,一个nonminimally耦合快子场膨胀是一致的,这个联合数据集。
2014-08-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An introduction to inflation after Planck: from theory to observations
这些课堂讲稿是为第X莫达夫数学物理学院讲授的关于普朗克和BICEP 2之后暴胀状态的简短入门课程而写的。第一个目标是给出暴胀理论的概述:动机,均匀标量场动力学,慢滚近似,宇宙学扰动的线性理论,单场势的分类及其可观测的预测。这包括任何有效的单场势的原始标量和张量功率谱的教学推导。第二个目标是介绍普朗克和BICEP 2的最新结果,并讨论它们对通货膨胀的影响。贝叶斯统计方法被引入作为模型分析和比较的工具。根据马丁等人最近的工作,介绍了Planck和BICEP 2之后的最佳暴胀模型。最后,一系列开放的问题和有关通货膨胀的问题被提及,并简要讨论。
2015-01-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Planck 2018 and Brane Inflation Revisited
我们重温唯象以及弦理论方面的D膜膨胀宇宙学模型。从现象学上讲,这些模型与$α$吸引子一样突出,因为模型具有普朗克相容的$n_s$值,随着$r$值的减小而向下移动到数据中的最佳点。在形式方面,我们提出了一个新的超对称版本的deSitter超引力与幂零多重态和体积模稳定的背景下,这些模型。在弦论的框架下,对幂零多重态的几何性质进行了研究。
2018-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quintessential inflation with canonical and noncanonical scalar fields and Planck 2015 results
我们研究两类典型的通货膨胀模型,以及非典型的标量场的基础上。特别是,通过引入比标准指数更陡的势能,我们构建了可以产生成功的暴胀阶段的模型,其特征与普朗克2015年的结果一致。此外,利用标量场与大质量中微子物质的非最小耦合,我们得到了宇宙的标准热历史,晚期宇宙加速是宇宙演化的最后阶段。在这两种情况下,通货膨胀和后期加速都通过跟踪解决方案连接起来。
2015-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary paradigm after Planck 2013
宇宙暴胀模型是宇宙加速膨胀的早期阶段,由弯曲时空中一个或多个标量场的动力学驱动。虽然关于场和耦合的详细假设在不同的模型中有所不同,但暴胀对几个可观测的量做出了具体的定量预测,例如平坦度参数($Ω_k = 1 - Ω$)和原始曲率扰动的光谱倾斜($n_s - 1 = d \ln {\cal P}_{\cal R} / d \ln k$)等--这些预测与{ \it Planck}卫星的最新观测结果非常精确。根据{ \it Planck}的数据以及永恒暴胀和多元宇宙研究的最新理论发展,我们讨论了Ijjas,Steinhardt和Loeb最近对暴胀的批评。我们认为,他们的结论建立在几个有问题的假设之上,我们得出结论,宇宙暴胀比以往任何时候都有更强的基础。
2014-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Low & High scale MSSM inflation, gravitational waves and constraints from Planck
在这篇论文中,我们将分析具有哈勃诱导修正的暴胀拐点模型的一般预言,并根据普朗克数据来研究它们。通常,暴胀的拐点模型可以嵌入到最小超对称标准模型(MSSM)中,其中暴胀可以发生在普朗克尺度以下。潜力的灵活性,使我们能够匹配所观察到的宇宙微波背景辐射的TT功率谱的振幅与低和高多极,光谱倾斜,和几乎温和的运行的光谱倾斜,这可以把一个上限的张量标量比,$r \leq 0.12$的约束。由于MSSM中的暴胀子带有标准模型电荷,因此它是超越标准模型的最小暴胀模型,可以在没有任何暗辐射的情况下以正确的热自由度重新加热宇宙。
2013-07-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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