Initial conditions and sampling for multifield inflation
研究了多场暴胀的初始条件问题。在这些情况下，暴胀前的动力学可能是混乱的，即使在齐次极限下，也会增加暴胀开始对初始数据的敏感性。为了分析物理上等效的情况，我们比较了固定能量下的初始条件。由于能量密度单调减小，这确保了每个轨迹被计数一次且仅计数一次。我们提出了一个完整的分析，揭示了更大程度的长程序的混合通货膨胀，在一组“成功”的初始条件比以前明显。我们探讨了有效的光滑尺度的分形集成功的初始条件诱导的有限持续时间的前暴胀阶段。用于指定初始数据的先验信息的作用进行了讨论，在贝叶斯抽样。
2013-07-17 astro-ph.CO hep-th
A Statistical Approach to Multifield Inflation: Many-field Perturbations Beyond Slow Roll
我们研究了多场对弦论中六场暴胀模型系综中标量功率谱的贡献。我们确定的例子中，通货膨胀发生的机会，附近的一个近似的拐点，我们计算原始的扰动数值，无论是准确的，并使用一系列截断模型。标量质量谱和涨落场的数目用一个简单的随机矩阵模型精确描述。在接近拐点的过程中，弯曲轨迹和违反慢滚是司空见惯的，而“多场”效应，其中三个或更多个场影响扰动，往往是重要的。然而，在一个很大的比例与倾斜的约束一致的模型中，多场演化的签名发生在不可观测的大尺度上。我们的方案是准单场暴胀的具体微观物理实现，标量质量为$H$，但三次和四次耦合通常太小，无法产生可检测的非高斯性。我们认为，我们的研究结果是一个更广泛的一类模型所产生的多场潜力，自然的威尔逊意义上的特点。
2012-10-02 astro-ph.CO hep-th
Inflating an Inhomogeneous Universe
虽然宇宙膨胀可以消除原始的不均匀性，但膨胀可能不会在一个显著不均匀的宇宙中开始。这个问题是特别紧迫的多场的情况下，即使是均匀的动力学可能依赖于敏感的初始配置。本文提出了一个初步调查的多场模型中的通货膨胀的发病，通过定性的基于格子的模拟，不包括当地的引力反作用。使用混合通货膨胀作为一个测试模型，我们的研究结果表明，小subhorizon不均匀性发挥了关键作用，在确定通货膨胀是否开始在多场的情况下。有趣的是，一些配置不膨胀的均匀极限“成功”后，包括不均匀性，而其他初始配置膨胀的均匀极限“失败”时，不均匀性添加。
2014-08-19 astro-ph.CO
Multifield Reheating after Modular $j$-Inflation
在宇宙学的暴胀框架中，快速膨胀的初始阶段之后必须是再加热阶段，这被设想为在辐射主导的大爆炸中结束。表征这种大爆炸状态的关键参数是再加热阶段结束时的温度和重子不对称性。对于一般的相互作用理论，这些参数是很难得到解析，因为涉及的潜在结构。本文考虑暴胀子轨道弱弯曲的相互作用理论中的多场再热。该方案在$j$-膨胀模型中实现，该模型是模块化膨胀的一个特定示例，允许估计再热温度。
2018-03-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Scaling behavior of observables as a model characteristic in multifield inflation
该研究提出通过分析可观测量的标度行为来刻画多场暴胀模型，发现modular inflation模型可由标度律族表征，且标度指数随能量尺度变化也呈现标度律。
2023-09-10 astro-ph.CO
Multifield consequences for D-brane inflation
我们分析了多场行为的D-膜膨胀时的贡献，从散装考虑。为了这个目的，我们研究了大量的实现的潜力，我们发现的性质的通货膨胀的轨迹是非常一致的，尽管复杂的建设。暴胀总是正则的，并且发生在拐点附近。将输运方法推广到非慢滚和计算运行，我们得到了观测量的分布。光谱指数通常是蓝色的，并且运行为正值，使模型处于WMAP 7约束的中等压力下。局部f_NL和张量标量比通常小得不可观测，尽管我们发现大约0.5%的实现给出了可观测的大局部f_NL。近似的潜力和可分离的，我们能够充分分析的趋势，在观察到的行为的解释。最后，我们发现该模型具有等曲率扰动的持续性，这将导致暴胀后绝热扰动的进一步演化。我们认为，这是一个典型的问题，涉及拐点的多场通货膨胀模型，使这种类型的模型在技术上不可预测的再加热的描述。
2013-03-18 astro-ph.CO hep-th
Predictions in multifield models of inflation
本文给出了一种方法，在具有和可分势的多场暴胀模型中，得到了观测量密度函数的解析表达式。最显著的结果是，密度函数一般具有一个尖锐的峰值，并且该峰值的位置对初始条件的分布仅轻微敏感。一个简单的论点是，为什么这个结果适用于更一般的一类模型，而不仅仅是那些与总和可分的潜力，为什么这样的模型，它是可能的，以获得强大的预测可观测量。作为例子，计算了谱指数和双二次膨胀下的联合密度函数。对于在暴胀结束前离开视界55 e倍的尺度，谱指数和运行的密度函数峰值分别为n_{s} =0.967和α=0.0006。
2014-11-12 astro-ph.CO hep-th
Combined local and equilateral non-Gaussianities from multifield DBI inflation
我们研究了Dirac Born Infeld（DBI）暴胀的多场性质。更具体地说，我们考虑一个膨胀阶段驱动的径向运动的D-膜在一个圆锥形的喉咙，并确定如何D-膜波动的角度方向可以转换成曲率扰动时，快子不稳定性出现在膨胀结束。同时存在的多个领域和非标准的动力学项给出了本地和等边形状的非高斯双谱。我们还研究了三谱，指出它获得了一个特殊的动量依赖分量，其振幅由$f_{NL}^{loc} f_{NL}^{eq}$给出。我们表明，这种关系是有效的，在每一个多场DBI模型，特别是对于任何膜轨迹，从而构成了一个有趣的观测签名，这种情况下。
2009-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational wave consistency relations for multifield inflation
我们研究了张量谱指数$n_t$和张量标量比$r$在最简单的多场扩展到单场，慢卷膨胀模型。我们表明，多场模型与潜在的$V \sim \sum_i λ_i |ϕ_i|^p$有不同的预测$n_t/r$比单场模型，即使当所有的耦合是相等的$λ_i=λ_j$，由于字段的初始值的概率性质。我们分析动机良好的先验概率的$λ_i$和初始条件，使详细的预测边缘化的概率分布的$n_t/r$。通过对$\mathcal O(100)$场和$p>3/4$场的分析，我们发现$n_t/r$在5个$σ$水平上不同于$n_t/r=-1/8$的单场结果。这为最简单的多场暴胀模型提供了一个新颖且可检验的预测。
2014-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Bispectrum from Multifield Inflation with Nonminimal Couplings
高能物理的现实模型包括多个标量场。重整化要求场与时空的里奇曲率标量有非最小的耦合，并且在早期宇宙暴胀的能量尺度上，耦合可以很大。非极小耦合在爱因斯坦框架中诱导出非平凡的场空间流形，并且它们也在爱因斯坦框架中产生具有非平凡曲率的有效势。爱因斯坦坐标系势中的脊或凸点可以导致可观测量级的原始非高斯性。我们发展了一个协变的形式主义来研究这种模型中的扰动，并计算原始双谱。在以前的研究中的非高斯多场模型中，我们的双谱的结果依赖于字段的初始条件敏感。
2013-03-20 astro-ph.CO hep-ph
Constant roll inflation in multifield models
在假设多个标量场都由一个常数滚转率描述的情况下，分析了常数滚转膨胀问题。研究了不同的情况，并重建了相应的电位。得到了与单标量场模型类似的精确解。对于本文分析的一种情况，当熵扰动为零时，所谓的绝热场也是恒定的滚动，而第二种情况可能导致非绝热扰动。这两种情况下，可以很好地拟合普朗克数据，通过假设适当的值的自由参数的模型。
2020-08-17 astro-ph.CO gr-qc
The Strong Multifield Slowroll Condition and Spiral Inflation
指出了多场暴胀的慢滚参数和慢滚条件存在的混乱。如果我们要求场滚下梯度流，我们发现只有采用哈勃慢滚展开的文章才是正确的，正确的条件可以在Liddle和Lyth最近的一本书中找到。我们进一步分析了这个条件，表明梯度流的要求是强于只是要求一个缓慢变化的，准德西特解决方案。因此，有可能具有不遵循梯度流的多场慢滚模型。因此，它不再要求梯度很小。它甚至绕过了弦论的第一慢转条件和一些相关的不通过定理。我们提供了“螺旋暴胀”作为这种暴胀模型的一般蓝图，并表明它依赖于一个单值轨迹-一个在弦论有效势中常见的结构。
2012-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spectral distortions from promising single and multifield inflationary models
该研究计算了多种有前景的单场与多场暴胀模型的光谱畸变预测，发现单场模型偏差0.5%-20%，多场混合吸引子信号强约100倍，为检验暴胀理论提供新途径。
2024-04-18 astro-ph.CO hep-ph
Generically large nongaussianity in small multifield inflation
如果即将到来的宇宙光子偏振测量将原始张量与标量之比限制在$r < 0.01$，那么小场暴胀将是宇宙起源的主要候选者。在这里，我们表明，小的多场膨胀，没有混合机制，通常会导致大的压缩非高斯性。小的多场势包含多个平场方向，通常与超对称势中的规范不变场方向一致。我们发现，除非这些领域的方向有相同的斜率，大nongaussianity出现。在确定了大小两个场势之间的相关差异后，我们证明了后者自然满足Byrnes-Choi-Hall大非高斯条件。计算的原始功率谱，谱指数，和压缩双谱，揭示了小的两个领域的模型，否则匹配观察到的原始扰动，产生exclusively大的非高斯性，如果暴胀子的场方向有不相等的斜率。
2015-07-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The hand-made tail: Non-perturbative tails from multifield inflation
越来越清楚的是，受概率分布尾部控制的原始曲率场的大而罕见的波动可能对宇宙的当前结构产生巨大影响- { \it例如}。通过原始黑洞然而，使用标准微扰理论来研究暴胀过程中波动的演化，无法可靠地描述非线性相互作用如何导致非高斯尾。本文利用随机暴胀理论研究了多场涨落对原初曲率场统计性质的非微扰效应。从描述多场涨落的有效作用出发，我们计算了联合概率密度函数，并表明增强的非高斯尾是具有额外自由度的慢卷暴胀的一般特征。
2021-12-29 astro-ph.CO hep-th
A New Class of Non-canonical Conformal Attractors for Multifield Inflation
我们提出了一个新的多场非正则暴胀模型作为多场共形宇宙吸引子的推广。这也推广了最近发现的单场膨胀的非正则共形吸引子类。这类模型的动力学项唯象地来自于${\cal N}=1$超引力和${\cal N}=1$超共形理论，后者有两个共形标量补偿场。我们表明，这类模型的暴胀动力学和预测是稳定的，相对于显着修改的径向和角的一部分的潜力，但它是非常敏感的，其微小的修改的几何形状的字段空间度规。我们还表明，我们的框架可以通过普朗克2018年设定的最新观测约束。
2020-03-16 astro-ph.CO hep-th
Computing observables in curved multifield models of inflation - A guide (with code) to the transport method
我们描述了如何应用输运方法来计算在广泛的多场模型中的暴胀观测值。该方法是有效的，包括场景与弯曲的字段空间的度量，违反慢滚条件和转弯的轨迹在字段空间。它可以用于任意的质谱，包括大量的模式和模型与准单场动力学。在本说明中，我们侧重于实际问题。它附带了一个Mathematica代码，可用于探索合适的模型，或作为进一步开发的基础。
2016-01-19 astro-ph.CO hep-th
Preheating after Multifield Inflation with Nonminimal Couplings, I: Covariant Formalism and Attractor Behavior
这是第一个三部分的系列文件，在其中我们研究的预热阶段涉及非最小耦合的多场模型的通货膨胀。在本文中，我们研究了这些模型在暴胀过程中表现出的单场吸引子行为，并量化了其强度和参数依赖性。我们进一步证明了强单场吸引子行为在暴胀结束后仍然存在。因此，在这种模型中的预热一般避免了通常影响具有最小耦合场的多场模型的“失相”，从而允许能量从振荡的暴胀子凝聚物有效地转移到参数空间的大部分上的耦合扰动。我们开发了一个双协变的形式主义研究在这样的模型中的预热阶段，并确定了几个特定的多场模型与非最小耦合的功能，包括从非平凡的场空间流形产生的影响。在论文II和III中，我们应用这种形式主义来研究如何放大的绝热和isocurvature扰动随参数而变化，突出几个不同的制度取决于大小的非最小耦合$ξ_I$。
2018-01-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Simple predictions from multifield inflationary models
我们探讨多场暴胀模型是否对基本的宇宙学观测值做出明确的预测。专注于$N$ -二次通货膨胀，我们数值计算的完整的扰动方程模型与2，3，和$\mathcal{O}(100)$领域，使用几种不同的方法指定的背景场的初始值。所有的情形都是高度可预测的，随着$N$的增加，宇宙学观测值的概率分布函数变得更加尖锐。对于$N=100$场，95%的蒙特卡罗样本分别落在谱指数、运行、张量标量比和等曲率绝热比的$n_s \in (0.9455,0.9534)$、$α\in (-9.741,-7.047)\times 10^{-4}$、$r\in(0.1445,0.1449)$和$r_\mathrm{iso} \in (0.02137,3.510)\times 10^{-3}$范围内。等曲率扰动的预期幅度随着$N$的增加而增加，这就提高了多场模型对后暴胀物理敏感的可能性，并为测试这些情景提出了新的途径。
2014-04-08 astro-ph.CO hep-th
Consistency Relation for multifield inflation scenario with all loop contributions
在暴胀期间产生的表征非高斯性的非线性参数$f_{NL}$和$τ_{NL}$之间的一致性关系已经成为一个有用的工具，它有可能一次性排除一大类暴胀模型。在我们以前的工作中，我们将Suyama-Yamaguchi不等式扩展到1-loop校正。本文导出了一个推广到{ \it all}环校正的不等式，它与原Suyama-Yamaguchi不等式$τ_{NL} \geq (6/5f_{NL})^2$具有相同的表达式，但在单场模型的情况下，该不等式不再满足.
2012-05-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Separate Universe approach for multifield inflation models
针对分离宇宙方法在多场暴胀模型中有效性未被检验的问题，通过与大尺度下完备宇宙学微扰理论匹配，对比两种范式在相空间绝热与熵方向的差异，给出该方法及随机暴胀在多场模型中应用的有效性范围与条件。
2024-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Effective Field Theory of Multifield Inflation
我们推广了暴胀的有效场论，使之包括在感兴趣的模式穿过视界时处于真空中的额外的轻标量自由度。为了使标量以一种自然的方式轻，我们考虑的情况下，他们是戈德斯通玻色子的全球对称群或部分保护的近似超对称。我们写的最一般的拉格朗日耦合的标量模式，在暴胀过程中的时间平移的中断，以额外的光标量场。这个拉格朗日量受到非同态不变性和保持新标量轻的额外对称性的约束。这个拉格朗日描述的波动周围的时间的视界交叉，它补充了一个一般的参数化描述如何额外的波动场可以影响宇宙学扰动。我们发现，多场暴胀可以再现单场暴胀中产生的非高斯性，但也可以产生新的非高斯性。我们发现了几个新的三点函数形状。我们表明，在多场通货膨胀，它是可以自然地抑制三点功能，使四点功能的主要来源，可检测的非高斯性。我们发现，在某些情况下，也就是说，如果在数据中检测到特定形状的非高斯性，人们可以区分单场和多场暴胀，有时甚至可以区分保持额外场光的各种机制。
2012-07-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On the choice of entropy variables in multifield inflation
我们讨论的有用性和理论上的一致性，不同的熵变量在文献中描述等曲率扰动的多场暴胀模型与一个通用的弯曲场空间。我们澄清，这是适当的熵变量，用于匹配膨胀过程中的等曲率模式的演变后的再加热时代，以比较与观测的限制。特别是，我们发现，常用的变量，作为相对熵扰动或相关的切线和正常扰动的暴胀轨迹的分解，即使更有用的进行数值研究，可能会导致结果是错误的几个数量级，甚至明显的不稳定的影响，这是非物理的情况下，光动力学耦合观众场。
2021-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nonlinear Dynamics of Preheating after Multifield Inflation with Nonminimal Couplings
我们研究后膨胀动力学的多场模型涉及非最小耦合使用晶格模拟捕捉显着的非线性效应，如反反应和再散射。我们测量的有效状态方程和典型的时间尺度的开始热化，这可能会影响通常的映射之间的预测原始扰动谱和测量的各向异性的宇宙微波背景辐射。对于大的值的非最小耦合常数，我们发现，有效的粒子生产，产生几乎瞬时预热。此外，强单场吸引子的行为，先前确定的持续，直到预热结束，从而抑制多场模型的典型签名。因此，我们发现，在这类模型中的原始观测值的预测保留了最新的观察密切配合。
2019-10-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Non-Adiabatic Pressure Perturbation and Non-Canonical Kinetic Terms in Multifield Inflation
对三种不同类型的模型，数值研究了两个标量场驱动的暴胀过程中非绝热压强扰动的演化。在第一个模型中，场具有标准动力学项。其他两个模型考虑功能非正则动力学项;第一个包含两个字段，这是通过他们的动力学项耦合，第二个字段中的一个字段具有标准的动力学项与其他字段是一个DBI字段。我们发现，非绝热压力扰动的演化和最终振幅强烈依赖于动力学项。
2012-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The next non-Gaussianity frontier: what can a measurement with $σ(f_{\rm NL}) \lesssim 1$ tell us about multifield inflation?
未来的星系巡天有望以前所未有的精度探测局部原始非高斯性，即$σ(f_{\rm NL}) \lesssim 1$。我们研究的影响，多场通货膨胀考虑观众模型，其中通货膨胀是由暴胀子场驱动，但原始扰动（部分）产生的第二个，观众场。我们使用普朗克数据进行MCMC似然分析，研究定量预测$f_{\rm NL}$和其他可观的一系列这样的观众模型。我们表明，模型的原始扰动占主导地位的观众场，而微调内更广泛的参数空间，通常预测$f_{\rm NL}$的顺序统一。因此，即将到来的星系团测量将构成一个严格的测试，是否原始扰动的产生和暴胀宇宙的加速膨胀是由于不同的现象。
2016-12-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Nonminimal Couplings in the Early Universe: Multifield Models of Inflation and the Latest Observations
宇宙暴胀的模型表明，我们的宇宙经历了一个加速膨胀的早期阶段，由一个或多个标量场的动力学驱动。暴胀模型对几个可观测的量做出具体的定量预测，包括宇宙微波背景辐射中温度各向异性的特殊模式。高能物理的现实模型包括许多高能标量场。此外，我们可以预期这些场与时空曲率有非最小耦合。这样的耦合是相当普遍的，在弯曲时空中量子化标量场时作为重整化反项出现。在这一章中，我回顾了最近的研究一般类的多场暴胀模型与非最小耦合。这类模型表现出强吸引子行为：在广泛的耦合和初始条件下，场在大部分暴胀中沿着单场轨迹演化。因此，在相空间和参数空间的大范围内，这类模型对最近观测的“甜蜜点”内的可观测量产生了稳健的预测。
2016-05-07 astro-ph.CO gr-qc
MultiModeCode: An efficient numerical solver for multifield inflation
我们提出MultiModeCode，Fortran 95/2000包的多场膨胀模型的数值探索。该程序有利于有效的蒙特卡罗抽样的先验概率膨胀模型参数和初始条件，是第一个公开可用的代码，可以有效地生成大样本集的膨胀模型与$\mathcal O(100)$领域。该代码数值求解的运动方程的背景和一阶扰动的多场膨胀模型与正则动力学项和任意电位，提供绝热，等曲率，张量功率谱在膨胀结束。对于具有总和可分离势的模型，MultiModeCode还通过$δN$形式化计算慢滚预测，以便于模型探索和验证。我们特别注意的等曲率扰动的系统接近绝热极限，显示如何避免数值不稳定性，影响其他一些方法来解决这个问题。我们通过探索一些玩具模型来演示MultiModeCode的使用。最后，我们给出了一个简明的多场微扰理论和用户手册的程序。
2014-10-02 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Optimized numerical evolution of perturbations across sharp background trajectory turns in multifield inflation
Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）；Universidad Nacional de Ingeniería（秘鲁国立工学院）；Universidad de Ingeniería y Tecnología（秘鲁理工科技大学）
本文提出一种高效方法，用于在多场膨胀模型中准确追踪扰动，即使在背景轨迹快速转折时也能保持计算稳定性，适用于广泛的研究场景。
2026-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Large Scale Power Suppression in a Multifield Landscape
在最大可观测尺度上对宇宙微波背景的功率抑制可以为暴胀背后的粒子物理学提供有价值的线索。在这里，我们考虑在多领域景观的背景下，电源抑制的前景。假设我们的可观测宇宙是由隧穿事件产生的，并且相关的特征完全来自暴胀动力学，我们发现功率谱不仅包含单场动力学的信息，而且对理论中存在的所有标量场都有很强的约束。我们发现，最简单的单场模型产生的功率抑制不概括的多场模型在一个简单的方式，作为由此产生的超视界演化的曲率扰动往往会消除任何功率抑制目前在地平线交叉。另一方面，多场效应确实提供了一种产生功率抑制的方法，据我们所知，这种方法迄今尚未被考虑过。我们提出了一个机制来说明这一点，我们称之为水槽通货膨胀。
2015-09-30 astro-ph.CO hep-th
The Four-point Correlator in Multifield Inflation, the Operator Product Expansion and the Symmetries of de Sitter
研究了宇宙学扰动来源于光标量场而非暴胀子的多场暴胀模型。我们利用算子乘积展开和de Sitter时期的部分对称性来描述压缩极限下的非高斯四点相关器。我们指出，它的贡献，从内在的非高斯性的光场在视界交叉可以大于通常研究的超视界尺度上产生的贡献，它具有不同的形状。我们的研究结果表明，在研究原始NG对真实观测的影响时，需要特别注意，例如暗物质晕的聚集。
2012-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
δN versus covariant perturbative approach to non-Gaussianity outside the horizon in multifield inflation
本文采用两种形式：Δ N和协变形式，计算了双场暴胀模型中原始曲率扰动的非高斯性的超哈勃演化。虽然两种形式主义对待波动的演变从根本上不同，我们表明，f_{NL}参数的公式在1%的精度内相互定量一致。我们分析发现，当暴胀轨道达到一般势的绝热极限时，f_{NL}的振幅衰减不快于a^{-3}。
2012-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Attractor Behaviour in Multifield Inflation
我们研究多场暴胀的场景中的领域是通过$ξ_I(ϕ^I)^n g^{μν}R_{μν}$，其中$ξ_I$是耦合常数，$ϕ^I$的领域驱动的通货膨胀，$g_{μν}$的时空度量，$R_{μν}$的里奇张量，和$n>0$的非最小耦合到重力。我们认为所谓的$α$吸引模型在两个配方的重力：在通常的公制情况下，其中$R_{μν}=R_{μν}(g_{μν})$，并在Palatini配方，其中$R_{μν}$是一个独立的变量。作为主要结果，我们表明，无论基础理论的引力，在爱因斯坦框架的场空间曲率没有影响的膨胀动力学在大$ξ_I$的限制，和一个有效地保留单场的情况。然而，重力公式确实起着重要的作用：在度量的情况下，结果意味着多场模型接近单场$α$ -吸引子极限，而在Palatini的情况下，吸引子行为也在多场膨胀的情况下丢失。我们将讨论这对区分不同的通货膨胀模型意味着什么。
2018-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multifield stochastic inflation: Relevance of number of fields in statistical moments
Saga University（佐贺大学）
研究多场随机膨胀中场数对统计矩的影响，推导出任意高阶统计矩的通用公式，并讨论了场数对膨胀终止的理论限制。
2026-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
MSSM-inspired multifield inflation
尽管事实上，只有一个单一的标准模型-如希格斯玻色子发现在大型强子对撞机的实验具有高度的统计意义，扩展希格斯部门与多个标量场不排除组合拟合的数据是更可取的理论内部一致的粒子物理学的现实模型。我们分析了最小超对称标准模型中的两个Higgs二重态可能引起的暴胀现象，其中五个标量场与引力的耦合是非最小的。观测以下从这样的MSSM启发的多场通货膨胀的计算和一些一致的通货膨胀的情况下构建。宇宙演化与不同的初始条件的多场系统导致的后果完全兼容的观测数据的光谱指数和张量标量比。结果表明，强耦合近似是足够精确的描述这种暴胀的情况。
2017-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing Multi-Field Inflation: A Geometric Approach
我们开发了一种方法，将功率谱、双谱和三谱与多场膨胀拉格朗日函数的几何和运动学特征联系起来。我们的几何方法也可以是有用的，在确定一个复杂的多场模型可以很好地近似模型与一个，两个，或少数领域。为了得到这些结果，我们集中在模式相互作用的运动学基础上，从没有源的情况下，并显示有一系列的模式守恒律类似的守恒定律的绝热模式在单场膨胀。然后，我们治疗的特殊情况下，二次潜在的正则动力学项，表明它产生一系列的模式源关系相同的形式为绝热模式。我们建立在这个结果表明，一般多场膨胀的模式源关系是这种特殊情况下的延伸，但包含高阶协变导数的潜力和修正的字段度量。同时，我们展示了这些相互作用如何依赖于膨胀拉格朗日量的几何形状和相关场轨迹的运动学。最后，我们考虑如何在通货膨胀期间的模式相互作用和有效数量的字段活动的频谱中反映，并引入多场的一致性关系，以及多场观察，可以潜在地区分两个领域的情况下，涉及三个或更多的有效字段。
2012-11-22 astro-ph.CO hep-th
Two-point correlators revisited: Fast and slow scales in multifield models of inflation
为了提高现有计算原初谱方法的精度和效率，我们研究了暴胀场涨落的两点关联函数的结构。我们提出了一个描述动机的快速和缓慢的演变的频谱的成分，这是基于Cholesky分解的字段相关矩阵的分离。我们的目的是用缓慢变化的量改写所有相关的运动方程。这对于考虑高频模式对频谱的贡献而不影响计算性能很重要。对于每个特定的暴胀模型，不需要慢滚近似来再现功率谱中的主要区别特征。
2017-04-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multifield Stochastic Dynamics in GUT Hybrid Inflation and Gravitational Wave Signatures of GUT Higgs Representation
本研究在GUT框架下研究混合暴胀的多场随机动力学，发现水瀑场相变附近的量子涨落可产生可观测引力波且不造成原初黑洞过产，其振幅与水瀑场自由度成反比，为探测GUT希格斯表示提供新途径。
2024-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Particle creation from non-geodesic trajectories in multifield inflation
本文利用Bogoliubov变换研究多场暴胀中偏离德西特条件及非引力耦合导致的粒子产生，解析计算数密度并揭示其与谱指数及轨迹偏转的关联。
2025-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Separate universe in multifield inflation: a phase-space approach
Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d’Astrophysique Spatiale（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心，天体物理研究所）
本文通过相空间方法研究多场通胀中分离宇宙的有效性，探讨其在随机通胀中的应用及规范不变变量的比较。
2026-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianities in Multifield Inflation: Superhorizon Evolution, Adiabaticity, and the Fate of fnl
我们研究了两个场暴胀中局域形式的大fnl的超视界产生。我们计算的两个和三个点的观测值在一般类的潜力，允许使用三角洲N形式主义的分析处理。出于在绝热模式中视界外的曲率扰动的守恒以及观察到的功率谱的绝热性的动机，我们跟踪fnl^{local}的演化，直到它通过有效的单场暴胀的阶段被驱动到绝热解。我们发现，虽然大的fnl^{local}可能会在暴胀过程中产生，这样的非高斯性是暂时的，并将呈指数衰减的宇宙学波动接近绝热性。
2011-06-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pushing the Primordial Frontier: Exact Linear Solutions in Multifield Inflation
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Universidad de Chile（智利大学）；Universidad del Bío-Bío（比奥比奥大学）
本文给出双场暴胀系统中原初曲率扰动与等曲率扰动耦合的精确解析解，覆盖强耦合与轻场等区域，并推导出原初功率谱的闭合形式。
2026-10-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Seeding primordial black holes in multifield inflation
原始黑洞（PBH）的暴胀起源依赖于曲率起伏$ζ$的功率谱$Δ_ζ$在比宇宙微波背景各向异性的波长短得多的波长处的大幅度增强。这通常在模型中实现，其中$ζ$演变而不与额外的（等曲率）标量自由度显著交互。然而，受量子引力启发的模型的特征是具有高度弯曲几何形状的模空间和大量可以与$ζ$强烈相互作用的标量场（如宇宙对撞机图片）。在这里，我们表明，isocurvature波动可以与$ζ$混合，诱导其幅度的大幅增强。每当暴胀轨迹在模型的场空间中经历快速转弯，导致对转弯所扫过的总角度呈指数敏感的放大时，就会发生这种情况，这会在$Δ_ζ$上引起特征性的可观察签名。我们推导出准确的分析预测，并表明PBH所需的大的增强需求的多场系统的行动中的非正则动力学项。
2020-09-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multifield Positivity Bounds for Inflation
本文将Breit参数化扩展至多场理论，推导出暴胀有效场论的新正定性界，并利用广义光学定理获得更强约束，进而限制了包含绝热与等曲率扰动的非高斯性观测参数空间。
2023-09-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Completely Dark Matter from Rapid-Turn Multifield Inflation
本文研究两类快速转动双场暴胀中的引力粒子产生，发现仅一类模型可产生符合遗迹丰度、等曲率和曲率扰动约束的自旋0完全暗物质。
2023-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating, Multifield Inflation and the Fate of the Primordial Observables
研究了双场暴胀模型中微扰再加热对曲率微扰的影响。我们用数值方法研究了fNL、ns和r对再加热过程的敏感性，并给出了简单的定性论据来解释我们的结果。通常，如果在再加热开始时存在大的非高斯信号，则在再加热结束时它将保持非零。除非所有的等曲率模式已经完全衰变开始前的再加热，我们发现，非线性参数，f_NL，可以敏感的再加热时间尺度，这种依赖性是最明显的“失控”的通货膨胀的潜力，只有在一个方向上的最小值。对于在两个方向上都有极小值的势，如果在每个场的衰变率之间存在一个温和的等级，f_NL也可以对再加热敏感。在所研究的模型中，我们发现谱指数n_s对场衰减率的大变化相当不敏感，这表明n_s是一个比非线性参数f_NL更鲁棒的暴胀观测值。我们的结果意味着，如果再加热的物理被适当地考虑，则可以可靠地使用双场暴胀模型之间的区别，特别是f_NL的统计。
2012-09-19 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological gravitational particle production in multifield inflation
Kavli Institute for Cosmological Physics, The University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理研究所）；Enrico Fermi Institute, The University of Chicago（芝加哥大学恩里科·费米研究所）
研究双场暴胀背景下，场空间曲率对引力产生暗物质粒子数密度的增强效应，并分析遗迹丰度与模型参数的关系。
2026-06-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Perturbations from Multifield Inflation with Nonminimal Couplings
粒子物理学的现实模型包括许多标量场。这些场一般都与里奇曲率标量有非最小耦合，或者作为广义爱因斯坦理论的一部分，或者作为弯曲背景时空中重整化的必要反项。我们开发了一个规范不变的形式主义计算原始扰动模型与多个非最小耦合场。我们工作在约旦框架（其中的非最小耦合仍然明确），并确定两个不同的来源，这样的模型的熵扰动。一组熵扰动来自多个场之间的相互作用。第二组由非最小耦合的存在引起。这两种熵扰动在长波长极限下都不一定会被抑制，因此它们可以放大曲率扰动$ζ$，即使是在哈勃半径之外交叉的模式。过度产生长波长熵扰动的模型会危及预测的暴胀光谱与经验观测之间的紧密拟合。
2010-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Opening the reheating box in multifield inflation
研究了多场暴胀对再加热物理的鲁棒性。为了进行这项研究，再加热详细描述的形式主义，它跟踪的演变的标量场和完美的流体相互作用（暴胀子及其衰变产物）。然后，这个框架被用来建立一般的运动方程的背景和微扰量控制系统的演变过程中再加热。接下来，这些方程精确地解决了一个新的数字代码。此外，新的分析技术，使我们能够解释和近似这些解决方案，开发。作为一个例子的物理预测，可能会受到影响的微观物理的再加热，非绝热扰动的幅度在双暴胀被认为是。结果发现，忽略再加热的精细结构，通常在标准的方法，可以导致差异大到$\sim 50\%$，而我们的半解析估计可以减少这个错误$\sim 10\%$。我们的结论是，在多场膨胀，通过再加热过程的细节跟踪扰动是很重要的，为了达到良好的精度，需要使用数值计算。
2022-01-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A manifestly covariant theory of multifield stochastic inflation in phase space: solving the discretisation ambiguity in stochastic inflation
随机暴胀理论是一种通过朗之万方程描述超哈勃、粗粒度、标量场驱动暴胀的有效理论。我们以前强调的困难，推导出一个理论的随机通货膨胀，是不变的字段下重新定义，并与模糊的离散计划定义随机微分方程的链接。在本文中，我们解决了这些“通货膨胀的随机异常”的问题，通过使用满足一般协方差的Stratonovich离散化，并确定波动场的量子性质需要存在一个优选的框架定义独立的随机噪声。此外，我们推导出物理上等价的Itô-Langevin方程，这些方程显然是协变的，非常适合于数值计算。这些方程是在弯曲场空间的多场暴胀的一般背景下制定的，考虑到与引力的耦合以及哈密顿语言中的全相空间，但这种分辨率在更简单的单场设置中也是相关的。我们还开发了这些方程的路径积分推导，解决了在经典运动方程的水平上提出的启发式方法的概念问题，并允许在原则上计算校正的随机形式主义。使用Schwinger-Keldysh形式主义，我们整合出小尺度的波动，推导出的影响作用，描述它们对粗粒场的影响，并显示如何得到粗粒有效的哈密顿作用可以解释为推导出朗之万方程与明显的真实噪声。虽然相应的动力学不是严格的马尔可夫，但我们展示了当马尔可夫近似相关时场和动量的概率密度函数的协变相空间福克-普朗克方程。
2021-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Revisiting non-Gaussianity in multifield inflation with curved field space
近年来对多个标量场暴胀的研究突出了非正则动力学项在新型暴胀解中的重要性。这激发了一个彻底的分析，在这种情况下，我们在这里重新研究的原始双谱在一般的两个领域的模型。我们的主要结果是用曲率微扰和熵模表示的写在共动规范中的暴胀涨落的完全立方作用量。虽然立方作用量的完整表达式已经在平规范场涨落方面推导出来，但它们的适用性主要限于数值计算。相反，我们的作用量形式可以服从几个分析近似，因为我们根据直接可观测量的计算表明了每个算子根据慢滚参数的标度，这本质上是将马尔达西纳的单场结果推广到非正则双场模型。作为一个重要的应用程序，我们推导出单场有效场论，是有效的熵模式时，是沉重的，可以整合出来，强调可观察到的效果，从一个弯曲的场空间。
2020-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Multifield inflation beyond $N_\mathrm{field}=2$: non-Gaussianities and single-field effective theory
在这篇文章中，我们详细研究了线性动力学和立方相互作用的任意数量的$N_\mathrm{field}$的标量场在暴胀过程中，直接在可观察的曲率扰动$ζ$和$N_\mathrm{field}-1$熵起伏，一个选择，更适合于分析工作。在微扰的线性运动方程中，我们发现了丰富的几何效应，而不仅仅是涉及场空间的标量曲率的项，当场空间的维数大于2时，这些几何效应来自于标量场的非正则动力学结构。此外，我们表明，快速旋转的本地熵的基础上，可能会导致负特征值的熵质量矩阵，潜在的不稳定的背景动力学时，$N_\mathrm{field} \geqslant 3$。我们还解释了如何呈现显着的绝热和熵波动之间的立方相互作用的大小，我们以前的工作扩展到任何数量的相互作用领域。作为我们的通用形式主义的第一个分析应用，我们推导出有效的单场论的扰动高达三阶时，所有的熵波动是足够重的整合出来。在一个缓慢变化的限制，我们恢复预期的立方作用的有效场论的通货膨胀，但与通常的威尔逊系数的多场参数方面的预测，从而提出了一个新的解释在这个通用的$N_\mathrm{field}$上下文中的双谱。
2021-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Beauty is Distractive: Particle production during multifield inflation
我们考虑一个二维模型的通货膨胀，通货膨胀的轨迹是“变形”的放牧遇到一个额外的物种/对称点（ESP）后，可观察到的宇宙尺度已经离开了哈勃半径。相遇需要突然产生粒子，其反作用导致轨道弯曲和速度暂时降低，这两者对初始条件都很敏感。这种“调制”效应导致了对曲率扰动的额外贡献，如果相遇很近，这可能是主要的。我们计算相关的非高斯性，双谱和它的尺度依赖以及三谱，这是潜在的检测在许多情况下。此外，我们考虑直接调制的耦合到光场在ESP通过调制场，一个混合的情况下，调制被确定与第二个暴胀子，和一个扩展的额外的物种轨迹（ESL）;所有这些情况下导致类似的额外贡献的观测。我们的结论是，在整个通货膨胀的暴胀子相互作用的强烈约束，如果原始的非高斯性仍然在目前的实验，如普朗克观察不到。如果它们被观察到，ESP遭遇会在较小的尺度上留下额外的特征，这些特征可用于识别模型。
2011-06-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
