Finite parts of inflationary loops II: A streamlined UV in-in algorithm and distinguishable signatures
Universidad Autónoma de Madrid (UAM)（马德里自治大学）；Instituto de Física Teórica UAM-CSIC（UAM-CSIC理论物理研究所）；Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学）
本文提出了一种简化的方法来评估in-in环积分，用于任意外部腿和顶点的图，补充了先前的工作并促进了紫外贡献的提取。讨论了可区分的环修正有限部分的重要性，并应用该方法研究了暴胀有效场论中的一阶原始双谱。
2026-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The pre-inflationary and inflationary fast-roll eras and their signatures in the low CMB multipoles
在给定的初始时刻，我们研究了一般初始条件下暴胀子和标度因子的整个耦合演化。一般的早期宇宙演化有三个阶段：减速的快速滚动，然后是暴胀的快速滚动，然后是暴胀的缓慢滚动。这种演化对所有规则暴胀子势都是有效的。此外，我们发现一个特殊的（极端）慢辊解决方案开始于t = -infty，其中快速滚动阶段缺席。在t = t_* 的某个时刻，时间上向后的一般演化达到一个数学奇点，在那里a（t）消失，哈勃变得奇异。我们发现奇点附近的一般行为。经典暴胀子描述对t-t_* > 10 t_{Planck}是有效的，在暴胀开始之前，量子圈效应可以忽略不计。在经典处理的有效区域中，奇点永远不会达到，因此它在这里不是一个真正的物理现象。计算波动的整个演化。Bunch-Davies初始条件（BDic）推广到本例。通过初始条件的传递函数D（k），功率谱在有限时间内受到快速滚动时代和BDic选择的影响而动态修改。D（0）= 0。D（k）在k ~ 2/eta_0（eta_0为共形初始时刻）出现第一个峰值，然后振幅衰减振荡，当k> infty时渐近消失。传递函数D（k）影响低CMB多极子C_1：对于l=1-5的变化Δ C_1/C_1被计算为波动的开始时刻t_0的函数。CMB四极杆观测给出了大量的补充资料，在这里得到了很好的再现（节略）
2010-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational signatures of anisotropic inflationary models
我们研究了两类各向异性暴胀模型的观测特征，其中暴胀子场耦合到（i）矢量动力学项F_{mu nu} F^{mu nu}和（ii）两种形式的动力学项H_{mu nu lambda} H^{mu nu lambda}.我们计算了各向异性源对引力波功率谱的修正以及标量和张量扰动之间的两点互相关。各向异性参数g * 的符号随矢量模型和两种形式模型的不同而不同，但统计各向异性通常导致两种模型中张量-标量比r和较小的标量谱指数ns被抑制。根据最近提出的n_s和r的Planck界，我们对几种不同的暴胀子势，如在各向异性相互作用存在下的混沌暴胀和自然暴胀中的暴胀子势，进行了观测约束.在两种形式的模型中，我们还发现标量和张量扰动之间没有互相关，而在矢量模型中互相关并不消失。对于相同的阶数，双形式模型中标量非高斯性的非线性估计量f_{NL}通常小于向量模型中的非线性估计量。|g_*| 因此，前者比后者更容易与非高斯性的观测界相容。
2013-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
BCS in the Sky: Signatures of Inflationary Fermion Condensation
本文研究暴胀背景中类BCS费米子凝聚机制，首次计算含曲率效应的非微扰有效势，揭示其一阶相变性质，并预言其在原初非高斯性和随机引力波中的独特观测特征。
2024-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary signatures of single-field models beyond slow-roll
如果早期宇宙的膨胀不接近德西特，那么原始密度扰动在宇宙微波背景上的统计印记就可能与慢卷暴胀中得到的印记大不相同。在本文中，我们研究了所有的单场模型，这是免费的幽灵般的不稳定性的暴胀签名。我们允许一个快速变化的哈勃参数和声速的标量波动，在某种程度上是兼容的一个几乎标度不变的扰动谱，支持当前的宇宙学观测。我们的结果依赖于尺度不变近似，这是不同于标准的慢滚近似。我们得到的标量波动的传播和计算的双谱，保持下一阶校正成正比的光谱指数从1的偏差。这些理论提供了一个明确的例子，当慢滚不是一个很好的近似时，双谱的形状和尺度依赖性是非常重要的。
2012-06-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflationary magnetogenesis: solving the strong coupling and its non-Gaussian signatures
最简单的原始磁场生成模型可以提供尺度不变的磁场，可以解释它在宇宙尺度上的丰度。两种耦合函数的解都可能导致这种现象，它们都存在强耦合或大反作用的问题。在这项工作中，我们认为耦合函数作为一个线性组合的两种模型参数。我们发现，该参数需要尽可能小的$\sim 10^{-20}$，以避免反反应问题。另一方面，要求Mpc尺度以上的模式不遭受强耦合，我们也得到了一个弱约束的模型参数大于$10^{-60}$。在模型参数允许的范围内，我们解析地计算了磁场和曲率扰动之间的交叉关联函数。我们发现，这样的组合保持一致性关系。此外，其结果导致增强的非高斯性在等边以及平坦的限制与独特的签名，表征了这个模型的新颖性。
2021-05-13 astro-ph.CO gr-qc
Observable predictions of generalised inflationary scenarios
暴胀是宇宙加速膨胀的早期阶段，被认为是由高能物理引起的。今天的一个关键任务是利用越来越精确的观测数据来限制相互作用基本理论所提出的过多的暴胀模型。这需要一个强大的理论框架来量化这些模型的预测，帮助开发这样一个框架是本论文的目的。我们提供了第一个完整的量子化的subhorizon扰动的动机良好的类的多场暴胀模型与非平凡的场度规，我们表明，可能会产生有趣的签名的双谱的宇宙微波背景（CMB）。随后在超视界时代的扰动演化被认为是通过协变扩展的运输形式主义。为了发展暴胀动力学和宇宙观测量演化之间关系的直觉，我们研究了超视界微扰演化的解析近似。这些分析结果的有效性是偶然的，达到一个国家的绝热性，我们讨论和深入说明。然后，我们应用我们的分析方法，以阐明类型的暴胀动力学，导致增强CMB非高斯性，无论是在其双谱和三谱。除了导出一些新的简单的非高斯参数之间的关系，我们动态地解释如何以及为什么不同形状的通货膨胀潜力导致特定的观测签名。高能物理的候选理论，如低能有效弦论，也激发了对爱因斯坦-希尔伯特作用量的单场修正。我们展示了一系列这样的修正是如何允许单场混沌暴胀模型的一致性的，否则这些模型与观测数据是紧张的。
2013-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Distinguishing between inflationary models from cosmic microwave background
本文对暴胀宇宙学进行了综述，特别关注了与量子涨落产生的大尺度密度扰动相关的观测特征。在最一般的标量-张量理论与二阶运动方程，我们推导出标量谱指数$n_s$，张量-标量比$r$，和非线性估计$f_{\rm NL}$的原始非高斯面对模型与观测的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性。我们的分析包括模型，如潜在驱动的慢卷膨胀，k-膨胀，Starobinsky膨胀，希格斯膨胀与非最小/衍生/Galileon耦合。我们通过使用普朗克数据与其他测量相结合来约束大量的暴胀模型，以找到当前文献中最受观测青睐的模型。我们还研究了基于标量场与矢量场耦合的各向异性暴胀，并讨论了其在标量场和张量扰动的两点和三点关联函数中出现的观测特征。
2014-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stability of domain walls with inflationary fluctuations under potential bias, and gravitational wave signatures
本文研究具有暴胀涨落的畴壁在势偏置下的坍缩动力学，推导出依赖面积参数的新寿命公式，并计算其引力波谱，进而确定轴子畴壁解释宇宙双折射所需的真空简并度。
2025-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum gravitational corrections to the inflationary power spectra in scalar-tensor theories
我们导出了一般单场标量-张量理论的暴胀功率谱的第一个量子引力修正，该理论包括与引力的非最小耦合、非标准标量动力学项和标量场的任意势.我们从惠勒-德威特方程的半经典展开式中得到这些修正，而惠勒-德威特方程又控制着量子引力正则方法中的全量子动力学。我们讨论了这些修正的大小和相关性，以及它们在暴胀光谱观测中的特征签名。我们比较我们的结果进行了类似的计算的最小耦合标量场与正则动力学项，并讨论了量子引力修正的非最小耦合的影响。
2019-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the Inflationary Perturbations of Massive Higher-Spin Fields
大质量高自旋场的宇宙学扰动是在暴胀过程中产生的，但由于Higuchi束缚，它们在大于哈勃半径的尺度上衰减。通过引入适当的耦合到暴胀子场，我们表明，可以获得大量的高自旋场，保持不变或衰减非常缓慢的哈勃半径以外的统计标量。这为暴胀带来新的观测信号提供了可能性。
2017-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB bounds on tensor-scalar-scalar inflationary correlations
在特定的暴胀模型中，一个引力子和两个标量之间的非线性相互作用被增强，这可能导致在宇宙微波背景（CMB）各向异性的双谱中可区分的签名。我们开发的工具来检查这样的双谱签名，并显示使用WMAP温度数据的第一个应用程序。我们考虑几个$\ell$ -范围，估计的$g_{tss}$振幅参数，通过所谓的可分离模态方法。我们没有发现任何证据的张量标量标量信号在任何尺度。我们对张量-标量-标量相关器的大小的最严格限制来自我们的测量，包括范围$ 2 \leq \ell \leq 500$中的所有多极子，并且它读作$g_{tss} = -48 \pm 28$（$68\%$ CL）。这是对原始张量-标量-标量相关性的第一个直接观测约束，将通过将同一管道应用于来自$Planck$和即将进行的CMB实验的高分辨率温度和偏振数据来进行交叉检查和改进。
2017-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Distinctive signatures of space-time diffeomorphism breaking in EFT of inflation
暴胀的有效场论是一个强有力的工具，用于获得大类暴胀模型中常见的与模型无关的预言。它只需要暴胀时代对称性被打破的信息，以及驱动暴胀的场的数量和性质。在本文中，我们考虑的情况下，同时打破时间reparameterization和空间同胚在通货膨胀。我们研究如何分析这样的系统使用有效场论的方法，我们讨论了几个观测结果的统计量和张量模式。例如，检查的三个点函数，我们表明，这种对称性破缺模式可以导致压缩双谱的振幅增强，和他们的三个波矢之间的一个独特的角度依赖。我们还讨论了如何我们的结果表明，在通货膨胀的限制水平的空间超同态打破的前景。
2015-11-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Signatures of the Very Early Universe: Inflation, Spatial Curvature and Large Scale Anomalies
一个短暂的暴胀阶段可能不会抹去原始宇宙的所有痕迹。相关的观测量包括空间曲率和微波背景或大尺度结构中的“异常”。现在的曲率$Ω_{K,0}$反映了初始曲率$Ω_{K,\mathrm{start}}$，而异常的角度大小取决于$k_\mathrm{start}$，即暴胀开始时的共动视界大小。我们估计后验的$Ω_{K,\mathrm{start}}$和$k_\mathrm{start}$使用当前的数据和模拟，并表明，如果任何一个量被测量到有一个非零值，都有可能是可观察的。从$Ω_{K,\mathrm{start}}$和$k_\mathrm{start}$到现在观测值的映射强烈依赖于原始状态方程;对于给定的$Ω_{K,\mathrm{start}}$，$Ω_{K,0}$跨越十个数量级，而一个简单而一般的关系将$Ω_{K,0}$和$k_\mathrm{start}$联系起来。我们表明，$Ω_{K,0}$目前的界限意味着，如果$k_\mathrm{start}$是可测量的，曲率已经很小的通货膨胀开始时。最后，由于能量密度在暴胀过程中变化缓慢，原初引力波的约束要求在一个短暂的暴胀阶段之前有一个非平凡的暴胀前阶段，这对$Ω_{K,\mathrm{start}}$的期望值有关键的影响。
2015-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbations and non-Gaussianities in three-form inflationary magnetogenesis
我们重新考虑的背景下，三种形式的通货膨胀的磁，其逆反应。特别是，我们专注于一阶微扰理论在通货膨胀和随后的辐射时代：我们讨论的微扰方法的一致性，并阐述了可能的非高斯签名的模型。
2012-07-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflationary and Gravitational Wave Signatures of Small Primordial Black Holes as Dark Matter
本研究探讨小原初黑洞作为暗物质候选者，在多项式膨胀模型中研究其产生，并开发数值方法限制标量诱导引力波背景，强调高频探测需求。
2024-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Stochastic Gravitational Wave Backgrounds from a Sharp Feature in Three-field Inflation II: The Inflationary Era
本文研究三场暴胀中尖锐特征诱发的大异曲率瞬变，证明其衰减后仍可留下暴胀时期产生的增强型SGWB，为LISA等探测多场暴胀特征提供新窗口。
2025-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonthermal leptogenesis via cosmological gravitational particle production is tested by inflationary gravitational waves
University of Manitoba（曼尼托巴大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Rice University（莱斯大学）；University of Winnipeg（温尼伯大学）
研究通过宇宙学引力波测试非热轻子生成机制，探讨宇宙膨胀与右手法 neutrinos 的尺度巧合，以及通过引力波信号验证模型的可行性。
2026-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave signatures of inflationary models from Primordial Black Hole Dark Matter
原始黑洞（PBH）可能是宇宙中的冷暗物质。它们可能是由暴胀期间产生的大（一阶）曲率波动引起的，暴胀在辐射时代重新进入视界。在再入大气层时，这些波动通过二阶各向异性应力产生引力波（GW）。这些GW，连同那些（可能）来源于通货膨胀期间由相同的机制负责的大曲率波动，构成了一个原始的随机GW背景（SGWB），可追溯地伴随着PBH的形成。我们研究了如何振幅和频率范围的信号依赖于统计（高斯与$χ^2$）的原始曲率波动，以及由于吸积和合并的PBH质量函数的演变。然后，我们将此信号与当前和未来探测器的灵敏度在PTA和LISA尺度上进行比较。我们发现，这SGWB将有助于探测，或强烈约束，PBH生产的早期宇宙机制。PBH分布的峰值质量和这个SGWB的峰值频率之间的比较，将提供重要的信息合并和吸积的PBH质量分布的演变，从他们的形成到现在的时代。对统计量和PBH演变的不同假设也导致不同量的CMB $μ$ -失真。因此，上述结果可以通过用诸如PIXIE的实验检测（或不存在）$μ$ -畸变来补充。
2017-07-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Minimal Magnetogenesis: The Role of Inflationary Perturbations and ALPs, and Its Gravitational Wave Signatures
本文提出无需非共形耦合的最小暴胀磁生成情景，借助轻 ALP 在退耦后的相干振荡与快子共振放大弱原初磁场，并用 CMB-S4 引力波信号约束轴子—光子耦合。
2025-08-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
High Energy Physics Signatures from Inflation and Conformal Symmetry of de Sitter
在暴胀期间，时空的几何是由（准）德西特相位描述的。暴胀观测量由基础的（软破的）德西特等距群SO（1，4）决定，它的作用类似于R^3上的共形群：当涨落在超哈勃尺度上时，标量场的标量场受共形不变性的约束。质量m大于哈勃率H的重场对应于对偶欧几里得三维共形场论中虚维的算子。通过利用dS/CFT对应，我们证明了，除了由de Sitter空间的热性质所预期的玻尔兹曼抑制外，重场在光场的暴胀子中的一般效应是引入O（H^2/m^2）形式的幂律抑制修正。例如，这可以在四点相关器的水平上看到，我们提供了由于大量标量场交换而引起的校正。
2015-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational signatures of Higgs inflation
我们调查的依赖性希格斯通货膨胀的非renormalisable匹配之间的低能量标准模型的限制和高能量的通货膨胀制度。我们表明，对于最高质量范围$m_t \gtrsim 171.8$ GeV的情况下，稳健地预测的光谱指数$n_s \simeq 0.97$和张量标量比$r\simeq 0.003$。然而，这种匹配并不简单，即使是最佳拟合值$m_h=125.09$ GeV和$m_t=173.21$ GeV，也需要希格斯耦合在暴胀标度以下发生$δλ\sim 0.01$跳变。对于$m_t\lesssim 171.8$ GeV，这种匹配可能会在暴胀势中产生一个特征。在这种情况下，$n_s$和$r$的预测值发生变化，但模型仍然是可证伪的。例如，在$α_s \lesssim -0.01$能级检测到谱指数为负，就可以排除希格斯暴胀。
2016-03-24 astro-ph.CO hep-ph
Swampland Conjectures through ACT Observations: Observational Signatures of Radiative-Corrected Inflation
本研究通过ACT、Planck 2018和BAO数据检验辐射修正暴胀模型，发现模型II满足所有三个Swampland猜想且与观测一致，而模型I仅满足FRDSSC，强调辐射修正对理论观测双重一致性的关键作用。
2025-10-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Physics in the Nonlinear Universe: signatures of inflationary resonances, excitations, and scale dependence
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)（NSF-西蒙斯天空人工智能研究所（SkAI））；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Center for Particle Cosmology, Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学物理与天文学系粒子宇宙学中心）
研究通过模拟分析多种原始非高斯性模板，探讨其在晚期密度场中的非线性特征，发现弱引力透镜数据在特定尺度下可提供有力约束。
2026-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Collider Physics and the Curvaton
在标准暴胀范式的一个简单替代方案中重新研究了超重粒子的原始非高斯特征，其中原始波动和暴胀时空膨胀源自两个不同的场。曲率子场景提供了一个例子，其中曲率子和暴胀子场分别扮演不同的角色。我们研究了曲率与质量为膨胀哈勃尺度的重粒子的耦合，并表明它们可以导致非高斯信号的数量级大于标准膨胀，符合明确的有效场论控制的膨胀动力学。这带来了各种有动机的粒子物理学特征，例如重规范带电标量和费米子的环，在未来的观测范围内。
2020-06-04 astro-ph.CO hep-ph
Non-Gaussianity and large-scale structure in a two-field inflationary model
单场暴胀模型预测了近似高斯的初始条件，因此非高斯性的检测将是更复杂暴胀情景的标志。本文研究了在暴胀子和曲率都对密度扰动有贡献的双场暴胀模型中，原初非高斯性对宇宙微波背景和大尺度结构的影响。我们发现，除了前面描述的增强大尺度上的星系偏差，这种设置的结果在大尺度的随机性。利用WMAP和SDSS数据，对局部非高斯参数$\tilde f_{\rm NL}$和暴胀和曲率引起的原始扰动幅度之比$ξ$进行了联合约束.
2010-10-31 astro-ph.CO
Ab Initio Cosmological Simulations: From Inflation to Present-Day Structure Formation
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU, WPI), Todai Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学前沿科学研究会 Kavli宇宙物理数学研究所）
该研究开发了首个从暴胀时代到当代宇宙结构的全宇宙历史从头算模拟，应用于轴子-U(1)暴胀，揭示早期宇宙相互作用对小尺度结构的影响，为探测暴胀物理提供新途径。
2026-08-03 astro-ph.CO gr-qc
Inflation with the Starobinsky potential in Loop Quantum Cosmology
利用圈量子宇宙学（LQC）的技术，研究了普朗克数据支持的Starobinsky势的暴胀情景的自洽预暴胀扩展。结果进行了比较，与二次潜在的先前研究。普朗克尺度完成的暴胀范式和可观察到的签名LQC被发现是强大的暴胀势的变化下。从量子反弹到暴胀结束的整个演化过程，都与观测相符。所需的慢滚阶段的发生几乎是不可避免的，自然的初始条件存在的背景和扰动，由此产生的功率谱与最近的观测结果一致。存在初始数据，其中功率谱的量子引力修正是潜在可观察的。
2016-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Signatures of Superheavy Dark Matter
我们讨论了两种可能的情况，即曲率机制和暗物质密度调制，在那里超重暗物质的引力产生的非高斯信号可以被增强和观察。在这两种情况下，超重的暗物质耦合到一个额外的光场作为中介。在导数耦合的情况下，光场诱导的非高斯性可以很大，这可以为超重暗物质的存在提供暴胀的证据。
2020-02-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Detection and Removal of B-mode Dust Foregrounds with Signatures of Statistical Anisotropy
宇宙微波背景B模式极化中的暴胀引力波信号在未来十年内将达到前所未有的强度。这些正在进行的研究的一个主要困难是，星系前景，如尘埃，可以很容易地模仿暴胀信号。虽然典型的前景是从原始信号中分离出来的，使用前景的不同频率依赖性，但在本文中，我们在Kamionkowski和Kovetz（2014）的工作基础上，研究了银河尘埃B模式的统计各向异性可以在多大程度上用于区分它们与暴胀B模式。在我们的工作中，我们扩展了现有的各向异性估计，并将其应用于模拟极化尘埃，以预测其性能为未来的实验。考虑到这种方法作为一个零测试的灰尘污染CMB-S4的应用程序，我们发现，我们可以检测到残留灰尘水平对应于$r\sim0.001$在$2σ$，这意味着统计各向异性估计将是一个强大的诊断前景残差（虽然我们的结果显示一些依赖于所使用的灰尘模拟）。最后，考虑到一个简单的零测试以外的应用程序，我们演示了如何各向异性统计可以用来构建一个估计的尘埃B模式的地图，这可能是用来清洁的B模式的天空。
2018-06-30 astro-ph.CO
Observational Signatures of Gravitational Couplings in DBI Inflation
在标量-张量理论中，标量场一般与引力非平凡地耦合。研究了具有非最小耦合暴胀子和Dirac-Born-Infeld（DBI）动力学项的暴胀模型的可观测性质。在我们的蒙特卡罗模拟的先验假设，我们发现这些模型可以产生新的有趣的可观察的签名。我们的讨论集中在弦论启发的相对论D膜暴胀的唯象模型。虽然成功的弦论建设的紫外DBI膜膨胀仍然难以捉摸，我们表明，在适当的区域的参数空间，它是可能的，使用宇宙学观测探测的非最小耦合。幸运的是，观测上最有希望的参数范围包括模型，该模型在与WMAP 5年数据一致的范围内产生中间水平的非高斯性，并受到普朗克卫星的进一步限制。
2010-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Oscillation in power spectrum of primordial gravitational wave as a signature of higher-order stringy corrections
在低能有效弦论中，$α'$修正涉及到介子场与高斯-邦纳项的耦合。我们假设，介子势是微调，使介子场可能会迅速振荡，而周围的最小潜力，但通货膨胀的背景不受影响。通过数值计算，我们发现，如果在暴胀结束前的约$\sim 60$ e-折叠时刻开始振荡，$α^\prime$修正可能会给暴胀引力波谱带来不寻常的振荡，这种振荡可能会在CMB B模偏振中留下可测量的印记.
2016-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On signatures of spontaneous collapse dynamics modified single field inflation
尽管原始扰动是在暴胀过程中量子起源的，但观察到的原始扰动的经典性要求这些初始波动的量子到经典过渡的机制。由于文献提出了一些试图解决这个问题的合理机制，因此重要的是要寻求这几种方法的具体观测特征，以便更好地了解早期宇宙动力学。在这几种方法中，量子力学的自发坍缩动力学是最可行的，因为坍缩机制固有地改变了一般的量子动力学，从而留下离散的观测签名。我们观察到标量场的观测量，即标量倾斜$n_s$、标量倾斜运行$α_s$和标量倾斜运行运行的运行$β_s$，在正则标量场和$k-$暴胀情形下，不能潜在地区分坍缩修正的暴胀动力学.塌缩机制的唯一可分辨的印记在于，只有当塌缩参数$δ$非零且为正时，张量扇区的观测量才以修正的一致性关系和蓝倾张量谱的形式出现。
2017-05-19 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
Spinning Guest Fields during Inflation: Leftover Signatures
我们考虑在膨胀过程中额外自旋粒子的可能性，重点是自旋2的情况。我们的分析依赖于著名的完全非线性制定相互作用自旋2理论。我们探索相应的通货膨胀拉格朗日的参数空间，并确定在即将到来的CMB探测范围内的区域表现出的签名。我们提供了一个彻底的研究，早期和晚期的动力学，确保稳定的条件下，在整个宇宙的演化。我们特别对引力波谱和三点函数进行了分析，发现了一个局域型的非高斯性，其振幅可能在LiteBIRD和CMB-S4实验的灵敏度范围内。
2021-11-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tracing Inflationary Imprints Through the Dark Ages: Implications for Early Stars and Galaxies Formation
Hassan II University（哈桑二世大学）；Virtual Institute of Astroparticle Physics（天体粒子物理虚拟研究所）；Southern Federal University（南联邦大学）；National Research Nuclear University MEPhI（国立核研究医科大学MEPhI）
研究通过分析通胀特征对早期宇宙结构形成的影响，揭示了暗物质晕和早期星系形成的物理机制，并探讨了原始黑洞作为星系种子的潜在作用。
2026-02-15 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Tensor Signatures and Gravitational Wave Constraints in Lorentz Violating Inflation with Non-Canonical Kinetics
Indian Institute of Technology (Indian School of Mines)（印度理工学院（印度矿业学院））
本文在非正则动力学洛伦兹破缺暴胀框架中推导张量谱指数与运行，提出其可作为洛伦兹破缺的互补探针，并与GW170817引力波速度约束比较。
2026-10-01 astro-ph.CO gr-qc
Irreversible thermodynamic description of dark matter and radiation creation during inflationary reheating
利用开放系统的不可逆热力学，研究了宇宙早期暴胀末期再加热阶段的物质生成过程。宇宙的物质内容被假设为由暴胀标量场组成，通过它的衰变，分别产生相对论性物质和无压暗物质。在再加热的早期阶段，暴胀标量场将其能量传递给新产生的物质粒子，场能量降低到接近零。将物质产生的热力学描述与引力场方程相结合，得到了再加热过程中不可逆物质产生的一般方程。本文还介绍了一般再热方程组的无量纲形式。用解析和数值方法分析了不同暴胀标量场势的作用，得到了再加热过程中物质和标量场密度以及宇宙学参数的演化.通常，相对论物质和暗物质的能量密度值在宇宙被重新加热到重新加热温度时达到最大值，重新加热温度是根据标量场衰变宽度、标量场粒子质量和宇宙学参数确定的。一个有趣的结果是，粒子产生导致宇宙在再加热阶段加速，减速参数显示出复杂的动力学。一旦标量场的能量密度相对于物质密度变得可以忽略不计，宇宙的膨胀就会减速，暴胀在重新加热后会优雅地退出。
2017-08-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Partially Massless Fields During Inflation
德西特空间的表象理论允许一类部分无质量的粒子，它们没有平坦空间的类似物，但可能在暴胀期间存在。我们研究了这些奇异粒子与暴胀微扰的耦合，并确定了由此产生的宇宙学微扰的特征。当暴胀微扰通过这些场的交换相互作用时，它们的关联函数继承了特大质量场无法模仿的标度。详细讨论了张量-标量-标量双谱的压缩极限，证明了某些部分无质量场可以违反单场暴胀的张量相容关系。我们还考虑了标量三谱的坍缩极限，发现部分无质量场的交换增强了标量三谱的幅度，而对标量双谱没有贡献。这些特征信号为膨胀期间的部分无质量场提供了干净的检测通道。
2018-04-21 astro-ph.CO hep-th
Les Houches lectures on inflationary observables and string theory
这些讲座涵盖了通货膨胀的一些基本机制的理论结构和现象学。由于暴胀对量子引力效应的敏感性，对这个问题的全面处理需要“紫外线完成”，同时使用低能场论对可观测量进行了优雅的参数化。弦论为暴胀提供了新的机制，其中一些受到重要的观测测试，高度紫外敏感的张量模式测量就是一个主要的例子。虽然紫外线的完成是不能直接通过实验获得的，但其中一些机制有助于激发对与数据分析相关的低能理论和特征空间进行更系统的分析，包括搜索功率谱中的非高斯性和附加结构。我们包括弦紧化的教学概述，重点是候选的膨胀子和它们的对称结构。在最后一课中，我们讨论了暴胀中的思想-实验观测量问题，发展了依赖于弦论中标量势结构的规范-引力对偶性的一般化。
2013-11-10 astro-ph.CO hep-th
Simulating the inflationary Universe: from single-field to the axion-U(1) model
我们提出了一个非线性研究的基础上的暴胀时代的数值格子模拟。格子模拟是原初宇宙学中的一个著名工具，它被广泛地用于研究暴胀后的再加热期。我们把这种已知的机制推广到暴胀时期。由于这是在暴胀结束之前对暴胀时期的第一次模拟，论文的第一部分集中在暴胀的最小单场模型上。我们讨论了在晶格上模拟暴胀所需的概念和技术成分。模拟是用来重现近标度不变的标量扰动谱，以及在功率谱的振荡所造成的一个步骤的潜力。在第二部分中，我们重点讨论了更复杂的轴子-U（1）模型，并给出了该模型在深暴胀时期的第一个格子模拟。我们使用模拟发现新的性质的原始标量扰动从这个模型。在线性政权的理论，我们发现高阶非高斯性（超越三谱）的关键是描述标量扰动的统计特性。相反，我们发现扰动是近高斯的非线性制度的理论。这放松了现有的限制，从原始黑洞的过度生产，允许引力波信号在可观察范围内即将到来的实验，如LISA。我们的结果表明，格子模拟可以成为一个强大的工具，研究暴胀时代及其观测签名。
2022-10-30 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary trispectrum of gauge fields from scalar and tensor exchanges
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本文计算了与暴胀子动力学耦合的旁观者U(1)规范场在标量和张量交换下产生的暴胀三谱，给出了电场和磁场完整三谱的解析表达式，并揭示了标量交换中的层级关系和张量交换中的角度调制特征。
2026-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Cosmological Bootstrap: Inflationary Correlators from Symmetries and Singularities
弱耦合下的散射振幅受到洛伦兹不变性、局域性和么正性的高度约束，并且仅通过耦合常数和粒子含量依赖于模型细节。在本文中，我们发展了一种类似于平空间散射振幅的暴胀关联函数的理解。具体来说，我们研究慢卷膨胀弱耦合到额外的大质量粒子，其中所有的关联函数的时空边界上的近似共形对称。在对de Sitter空间中所有可能的接触项进行分类之后，我们推导出了由大质量标量的树级交换所介导的共形耦合标量的四点函数的解析表达式.共形对称意味着相关器满足一对关于空间动量的微分方程，在纯边界项中编码批量时间演化。非物理奇点的存在完全修复了这个相关器。自旋提升算子将其与自旋粒子交换相关的关联函数联系起来，而重量转移算子将其映射到无质量标量的四点函数。我们解释了如何这些德西特四点函数可以扰动，以获得通货膨胀的三点函数。我们重现了许多经典的文献中的结果，并提供了一个完整的分类所产生的弱破缺共形对称的所有通货膨胀的三点和四点的功能。与任意自旋粒子交换有关的暴胀双谱完全由共形耦合标量的最简单标量交换四点函数的软极限和一系列接触项来刻画。最后，我们通过适当的外动量的解析延拓证明了暴胀关联函数包含平空间散射振幅。
2019-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves from Incomplete Inflationary Phase Transitions
本研究探讨暴胀期间不完整一阶相变的可观测效应，指出该过程产生的不均匀性功率谱会通过非线性效应形成具有独特特征的随机引力波背景，或可被未来宽频实验探测，为揭示暴胀动力学提供新途径。
2022-03-01 astro-ph.CO hep-ph
New natural shapes of non-Gaussianity from high-derivative interactions and their optimal limits from WMAP 9-year data
考虑到实验上的努力，彻底探索暴胀模型的特征空间是很重要的。高阶导数算子不重整化低阶导数算子的事实使我们能够找到一大类技术上自然的单钟暴胀模型，在暴胀的有效场论的背景下，主导相互作用具有许多导数。我们系统地探讨了由这些模型引起的3点函数及其与标准等边和正交模板的重叠。我们发现，为了令人满意地覆盖这些模型的签名空间，需要包括两个新的额外的模板。然后，我们进行了最佳分析的WMAP 9年的数据产生的四个模板，发现一个非零信号的整体意义是2- 2.5 $σ$之间，这取决于参数空间的选择，部分驱动的非零$f_{NL}^{\rm orth}$在WMAP 9的偏好。
2014-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spectral Distortion Signatures of Step-like Inflationary Potential
Consejo Nacional de Humanidades, Ciencia y Tecnología（国家人文、科学与技术委员会）；Mesoamerican Centre for Theoretical Physics, Universidad Autónoma de Chiapas（中美洲理论物理中心，奇瓦帕斯自治大学）；Escuela de Física, Facultad de Ciencias Naturales y Matemática, Universidad de El Salvador（自然科学与数学学院物理系，萨尔瓦多大学）
本研究分析带阶梯的幂律暴胀势产生的原初功率谱特征及其引发的谱畸变，探究关键参数的影响，找到有望被PIXIE探测的参数空间，为相关宇宙学模型研究提供参考。
2023-11-22 astro-ph.CO
On the inflationary massive field with a curved field manifold
暴胀期间的大质量场提供了一个有趣的机会，可以在非常高的能量尺度上测试新物理。同时，在基本实现中，暴胀场空间通常具有弯曲的几何形状，这可能会在原始观测中留下可检测的印记。本文研究了一种推广的准单场暴胀，其中暴胀子和质量场都属于一个曲场流形。由于非平凡场空间曲率的存在，这里的质量场可以得到哈勃尺度量级的质量修正，从而影响了准单场对原初非高斯性的预言。我们得到了同样的结果在一个等价的方法，通过使用背景有效场论的通货膨胀，其中一个6维算子被确定发挥重要作用，其截止尺度与场空间的曲率尺度。此外，由于暴胀子的慢滚演化，这种类型的质量修正具有内在的时间依赖性。因此，运行质量修改的标度行为的压缩限制的标量双谱，而由此产生的运行指数措施的曲率的内部场空间。因此，暴胀期间弯曲场空间中的大质量场的最小设置可能会自然地导致场空间几何的新观测特征。
2020-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Evolution of quantum field, particle content and classicality in the three stage universe
我们研究了玩具宇宙中量子标量场的演化，玩具宇宙具有三个演化阶段，即，(i)早期（暴胀）德西特阶段（ii）辐射主导阶段和（iii）晚期（宇宙学常数主导）德西特阶段。利用薛定谔图像，分别求解了三个阶段的标量场方程，并在过渡点处进行了匹配。边界条件的选择，使早期德西特的场模式从Bunch-Davies真空状态演变。我们确定（时间相关的）粒子含量的量子态的整个宇宙的演化，并描述了各种功能的数值和解析。我们还描述了量子到经典的过渡方面的{ \it经典参数}，跟踪粒子的创建和它的效果上的相空间相关的量子场。
2013-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Enhanced Gravitational Waves from Inflaton Oscillons
本研究发现暴胀子碎裂形成的振荡子主导物质后快速衰变会显著增强原初引力波谱，这类低频引力波可被现有探测装置观测，为暴胀物理研究提供独立于CMB的新检验途径。
2023-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Isocurvature Perturbations and Non-Gaussianity of Gravitationally Produced Nonthermal Dark Matter
引力粒子的产生自然发生在从暴胀阶段到非暴胀阶段的过渡期间。如果粒子是稳定的并且相互作用非常弱，那么它们就是天然的非热暗物质候选者。我们发现，这种非热暗物质粒子可以产生足够大的局部非高斯性，可以通过正在进行的和不久的将来的实验观察到，而不会与现有的等曲率边界相冲突。特别令人感兴趣的是，这些粒子可以通过局部非高斯性来观察，即使它们只占总暗物质含量的很小一部分。
2013-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observable Signatures of No-Scale Supergravity in NANOGrav
本文首次利用NANOGrav数据提出超弦理论的观测特征，通过无标度超引力中的拐点暴胀产生原初黑洞和早期物质主导时代，进而在nHz至kHz频段产生丰富原初引力波，并与脉冲星计时阵列数据高度吻合，为量子引力提供观测证据。
2024-08-22 astro-ph.CO hep-th
Inflationary potentials in DBI models
我们研究DBI膨胀的基础上，其特征在于由幂律流动参数$ε(ϕ)\proptoϕ^α$和声速$c_s(ϕ)\proptoϕ^β$，其中$α$和$β$是常数的一般模型。我们表明，在慢滚限制，这个一般的模型产生不同的通货膨胀类根据之间的关系$α$和$β$和时间演化的暴胀场，每一个对应于一个特定的潜在的，特别是，我们发现，著名的规范多项式（大和小场），混合和指数的潜力也出现在这个非规范模型。我们发现，这些非正则类具有相同的物理特征，因为他们的典型的类似物，除了事实上，暴胀子场的发展与不同的声速，此外，我们表明，一个广泛的类的典型和D-膜膨胀模型是这种一般的非正则模型的特殊情况。接下来，我们将大场多项式模型的预测与当前的观测数据进行比较，结果表明，具有低声速的模型具有低张量标量比的红倾斜标量谱，与观测值吻合良好。这些模型还显示了大的非高斯性与低张量振幅之间的相关性，这是具有大场多项式势的DBI暴胀的独特特征。
2009-08-05 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary magnetogenesis beyond slow-roll and its induced gravitational waves
本文研究短暂偏离慢滚暴胀情景下 Ratra 模型中磁场功率谱的增强机制，推导出谱指数可达4.75的解析界限，并计算其诱导的随机引力波背景，为未来引力波观测提供可探测的特征信号和搜索模板。
2025-07-02 astro-ph.CO hep-th
Non-Gaussianity and statistical anisotropy from vector field populated inflationary models
本文综述了暴胀的矢量场模型，特别是SU（2）矢量多重态模型的统计各向异性和非高斯性预测。与阿贝尔规范群相比，非阿贝尔规范群引入了更丰富的预测，主要是因为向量场自相互作用的存在。原始向量场可以违反各向同性，在后期的共动曲率波动zeta中留下它们的印记。我们提供的关联函数的解析表达式zeta到四阶和分析其振幅和形状。在这些模型中预期的统计各向异性签名是重要的，并且潜在地，对双谱和三谱的各向异性贡献可以克服各向同性部分。
2010-01-22 astro-ph.CO
