Higgs Boson in RG running Inflationary Cosmology
一个有趣的假设是,重力可能是非微扰重整通过渐近安全的概念。我们证明了最小耦合到渐近安全引力的SM的Higgs扇区可以通过曲率机制产生观测到的近标度不变的宇宙微波背景谱。由此产生的原始功率谱将希格斯质量的上限,这是微调的曲率参数值,与最近发布的大型强子对撞机数据兼容。
2013-01-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Matching and running sensitivity in non-renormalizable inflationary models
大多数与普朗克数据一致的暴胀模型依赖于不可重整化算子的存在。如果与低能粒子物理学建立联系,重整化群(RG)引入了对紫外线(UV)物理学的敏感性,这在确定暴胀预测方面至关重要。我们分析了这种效果的标准模型(SM)增加了非最小导数耦合到重力。我们的设置减少到SM的希格斯场的小值,并允许在相反的大字段制度的通货膨胀。暴胀区域中的单圈β函数是使用协变方法计算的,该方法正确地解释了场空间流形的非平凡结构。我们运行的SM参数从电弱的膨胀尺度,匹配的耦合不同的有效场论在两个制度之间的边界,在那里我们还包括阈值校正,参数化的影响,从紫外物理。然后,我们计算的频谱指数和张量标量比,发现RG流校正可以是决定性的:一个场景,被排除在树的水平可以复活,反之亦然。
2020-05-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Renormalization-Group Running Induced Cosmic Inflation
作为宇宙学标准模型的一个可行的候选人的贡献,我们在这里表明,暴胀前的量子涨落可以提供一个长期寻求的暴胀场的初始条件的情况。我们的建议是基于这样的假设,即在非常高的能量(高于暴胀的能量标度),真空期望值(VeV)的字段被困在一个假真空,然后,由于重整化群(RG)运行,势开始平坦向低能量,最终趋于凸的一个,使字段滚下到真正的真空。我们认为,建议的机制应适用于大类的通货膨胀潜力与多个凹区。我们的研究结果有利于粒子物理学起源的混乱,大领域的通货膨胀模型,因为我们消除了需要在大统一尺度的大领域波动。在我们的分析中,我们提供了一个这样的暴胀势的具体例子,其参数可以调整,以再现现有的宇宙学数据具有良好的精度。
2020-07-08 astro-ph.CO hep-th
Inflation and the Scale Dependent Spectral Index: Prospects and Strategies
我们认为谱指数的运行是对暴胀本身和极早期宇宙整体演化的一种探测。调查一组简单的单场暴胀模型,我们证实,运行的幅度是相对一致的,不像张量振幅,这是由数量级变化。鉴于这一目标,我们确认,运行是潜在的检测未来的大尺度结构或21厘米的观测,但只有最未来的测量可以区分这些模型的基础上,他们的运行。对于任何特定的暴胀情景,运行指数和未知的暴胀后膨胀历史的组合会导致光谱指数预测值的理论不确定性。这种效应可以很容易地支配普朗克及其后继者用来测量光谱指数的统计不确定性。更积极的是,即将到来的宇宙学实验通过限制与任何特定的暴胀模型相关的再加热历史,为暴胀结束后的“原始黑暗时代”打开了一扇窗户,从而提供了一个有趣的TeV和GUT尺度之间的物理学探索。
2011-01-31 astro-ph.CO hep-ph
The running of featureful primordial power spectra
当前对宇宙微波背景(CMB)的温度和偏振各向异性功率谱的测量似乎表明,在最简单的暴胀范式中对慢卷层次的天真期望在本质上可能不受尊重。我们表明,一个原始的功率谱与本地化的功能,原则上可以引起所观察到的慢滚无政府状态时,安装到一个无特征的功率谱。未来的宇宙微波背景探测任务是解开这两种可能范式的关键,并牢固地确立慢滚机制是早期宇宙暴胀时期的责任机制。从模型比较的角度来看,并假设大自然选择了一个无特征的原始功率谱,我们发现,虽然模拟普朗克数据只有微弱的证据对模型与本地化功能,即将到来的CMB测量可能会提供强有力的证据对这样一个非标准的原始功率谱。
2020-12-09 astro-ph.CO
ACT Data and Positive Running of the Spectral Index for Scalar Theory and Modified Gravity
ICREA(加泰罗尼亚高级研究院);Institute of Space Sciences (IEEC-CSIC)(空间科学研究所);Department of Physics, Aristotle University of Thessaloniki(萨洛尼卡亚里士多德大学物理系);Center for Theoretical Physics, Khazar University(阿塞拜疆可汗大学理论物理中心)
本文研究了在暴胀理论中谱指数运行为正的可能性,通过分析ACT数据和其他物理证据,探讨了在最小耦合标量场引力和修正引力中如何获得正运行的谱指数,并指出Einstein-Gauss-Bonnet理论在兼容GW170817事件的情况下,可以轻松实现正运行的谱指数。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Multi-wavelength constraints on the inflationary consistency relation
我们提出了第一次尝试使用CMB,LIGO和PPTA数据的组合来约束的倾斜和运行的原始张量功率谱通过约束在早期宇宙中产生的引力波能量密度。结合不同宇宙学尺度的测量,突出了互补数据如何用于测试早期宇宙模型的预测,包括暴胀一致性关系。目前的数据倾向于张量功率谱的略微正倾斜($n_t = 0.06^{+0.63}_{-0.89}$)和负运行($n_{t, {\rm run}} < -0.22$)。有趣的是,直接引力波探测器数据的增加单独提出了强大的限制张量标量比$r < 0.2$,因为大的正张量倾斜首选的\textit{Planck}温度功率谱不再允许。加上最近发布的BICEP 2/KECK和普朗克353 GHz极化互相关数据,得到了更强的$r<0.1$边界。我们评论可能的影响,一个大的积极倾斜的背景膨胀,并表明,依赖于假设的紫外截止($k_{\rm UV}/k_* = 10^{24}$)的原始光谱的引力波,最强的界限$n_t = 0.07^{+0.52}_{-0.80}$来自这种效果。
2015-05-06 astro-ph.CO
The large-N running of the spectral index of inflation
我们扩展了以前的分类的通货膨胀模型的行为在大N,其中N是e-折叠的数量。除了微扰1/N的情况下,其慢滚参数下降的权力1/N,我们介绍了常数,非微扰和对数类。这涵盖了绝大多数的通货膨胀模型。此外,我们计算了所有这些类的频谱倾斜的运行。值得注意的是,我们发现倾斜的运行基本上集群周围的permil水平。我们评论的影响,为未来的实验。
2014-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining Cosmic Inflation with Observations: Prospects for 2030
检验和约束宇宙暴胀理论的能力将在未来十年取得实质性进展。主要的数据来源包括宇宙微波背景(CMB)测量和光学、近红外和21厘米强度巡天对低红移物质分布的观测。与原始随机引力波背景(SGWB)一致的CMB B模的正检测被广泛认为是暴胀阶段的确凿证据。尽管如此,零结果并不排除通货膨胀。然而,在一个显着的类的暴胀的情况下,低SGWB振幅与更显着的运行,$α_s$,在原始密度扰动比被视为与最简单的暴胀潜力。在此基础上,我们预测了光谱指数$n_{\rm{s}}$和$α_{\rm{s}}$受当前设想的观测(包括CMB(Simons Observatory,CMB-S4和LiteBIRD),光学/近红外(DESI和SPHEREx)和21 cm强度测绘(Tianlai和CHIME))约束的精度。我们确定了约束运行的数据集的最佳组合,并表明它们可能会产生额外的和翔实的约束,对整体通货膨胀的参数空间,如果SGWB仍然未被检测到。
2023-01-10 astro-ph.CO
Reconstructing inflationary potential from BICEP2 and running of tensor modes
在本文中,我们将分析一个单一的暴胀子场,这将产生一个大的张量标量比的亚普朗克漂移的约束,同时解释宇宙微波背景辐射(CMB)的温度各向异性。特别是,我们试图通过在场$ϕ_0\ll M_p$和场位移$Δϕ\ll M_p$(其中$M_p$是约化普朗克质量)附近约束$V(ϕ_0), V^{\prime}(ϕ_0), V^{\prime\prime}(ϕ_0), V^{\prime\prime\prime}(ϕ_0)$和$V^{\prime\prime\prime\prime}(ϕ_0)$来重建暴胀势。我们将提供,第一次,一组新的{PDMATHAMR一致性}的次普朗克漂移的暴胀场的关系,这将有助于我们区分次与超普朗克模型的通货膨胀。对于一般的单场暴胀势,我们将能够对势能密度施加严格的限制:$2.07\times10^{16} {\rm GeV}\leq\sqrt[4]{V_{\star}}\leq 2.40\times 10^{16} {\rm GeV}$,其中暴胀可以发生在$0.066 \leq\frac{\left |Δϕ\right|}{M_p}\,\leq 0.092$内的平坦势上,满足以下观测约束:(普朗克+WMAP-9+高L+ BICEP 2)。然后,我们提供了一个预测的频谱倾斜($n_{T}$),运行($α_{T}$)和运行($κ_{T}$)的张量模式在窗口内,$-0.019<…
2014-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar runnings and a test of slow roll from CMB distortions
如果μ> 7.75 E-8,未来通过PIXIE规范的实验测量宇宙微波μ畸变将提供标量扰动谱指数β= dα/dln(k)的运行的等效3-sigma检测,覆盖PIXIE灵敏度范围的大部分。这对应于β> 0.015的分辨率极限,考虑到任何慢滚假设,这是当前CMB尺度对α< 0的严格限制的结果。我们表明,如果原始信号可以与任何暴胀后的污染区分开来,那么在这个水平上检测到β与慢滚条件是相冲突的。
2012-10-05 astro-ph.CO
Running from Features: Optimized Evaluation of Inflationary Power Spectra
在轴子单值模型中,暴胀过程中与其结束无关的时间特征可以产生标量,在较小程度上,张量功率谱与无标度幂律谱的偏差可以与标度不变性本身的偏差一样大。在这里,标准的慢滚方法失效了,因为它的参数在一个e折叠尺度$ΔN$上演化,该尺度比到暴胀结束时的e折叠小得多。使用广义的慢滚方法,我们表明,潜在的或哈勃演化参数的层次结构中的可观测量的扩展来自泰勒扩展的功能,可以优化的评估点周围。只要功率谱可以通过局部倾斜和运行在观察良好的几个efolds上描述,则前导阶表达式的优化为当前数据提供了足够准确的近似。具有讽刺意味的是,通常在文献中使用的标准二阶方法,由于不一致的可观测值的评估,比领先的顺序的方法更糟糕。我们开发了一种新的优化的次阶方法,预测观测$10^{-3}$即使是$ΔN\sim 1$的所有参数在无限的层次是可比的幅度。对于具有$ΔN \ll 1$的模型,广义慢滚方法提供了在偏离尺度不变性方面精确到二阶的积分表达式。它们在单值模型中的评估提供了曲率谱中的运行振荡幅度、频率和相位与势的参数之间的高度精确的显式关系。
2015-08-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Running Non-Minimal Inflation with Stabilized Inflaton Potential
在包含规范和汤川相互作用的自发规范对称性破缺的Higgs模型中,我们考虑了具有非最小引力耦合的$λϕ^4$暴胀,其中Higgs场被确定为暴胀子.由于暴胀子四次耦合非常小,一旦考虑到通过规范和汤川相互作用的量子修正,暴胀子有效势很可能变得不稳定。为了避免这个问题,我们需要对有效暴胀子势施加稳定性条件,这不仅导致模型的粒子质量谱之间的非平凡关系,而且导致暴胀预测和质量谱之间的相关性。为了具体讨论,我们研究了标准模型的最小$B-L$扩展,并将$B-L$希格斯场确定为暴胀子。暴胀子有效势的稳定性条件确定了$B-L$规范玻色子、右手中微子和暴胀子之间的质量比。这个质量比也与暴胀预测相关。换句话说,如果$B-L$规范玻色子和右手中微子在未来被发现,它们的观测质量比将对暴胀预言提供限制。
2015-09-22 astro-ph.CO hep-ph
Complementary probes of inflationary cosmology
对宇宙暴胀的严格约束分析需要几个探测器,它们共同调查了广泛的能量尺度。我们补充的宇宙微波背景数据与原始黑洞的宇宙丰度极限的更新汇编,我们推断严格的约束运行的标量谱指数。通过进一步包括对宇宙微波背景光谱畸变的即时测量,这些限制得到了显著改善,清楚地说明了联合大尺度和小尺度宇宙学调查的有效性。
2019-04-21 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary Features and Shifts in Cosmological Parameters from Planck 2015 Data
我们探讨了普朗克2015年温度和偏振数据中的特征、宇宙学参数的变化以及暴胀特征之间的关系。在低多极$\ell$温度数据中的残差,这是导致幂律$Λ$ CDM模型中$\ell<1000$的高$H_0\approx 70$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$和低$σ_8Ω_m^{1/2}$值的原因,更好地拟合膨胀特征,其中$1.9σ$偏好倾斜的运行或更强的$99\%$ CL局部显著性偏好在广义$k=0.004$ Mpc $^{-1}$附近功率急剧下降。低速滚转和较低$H_0\approx 67$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。在$\ell>1000$处的相同同相声学残差驱动全局$H_0$约束并表现为透镜异常,这也有利于允许甚至更低的$H_0$的运行参数,但一旦考虑透镜重建就不行。偏振光谱本质上对这些参数变化非常敏感,在普朗克2015 TE数据中更是如此,因为在$\ell \approx 165$处存在离群值,这使最佳拟合的$H_0$ $Λ$ CDM解的不利性超过$2σ$,并且几乎在$3σ$处存在高$H_0$值。目前的极化数据也稍微提高了大规模功率的急剧抑制的意义,但在未来的宇宙方差有限的$E$模式测量留下了很大的改进空间。
2017-06-28 astro-ph.CO hep-ph
Can power spectrum observations rule out slow-roll inflation?
标量扰动的谱指数是一个重要的观测值,它使我们能够了解暴胀物理学。特别是,检测到一个显着偏离一个恒定的光谱指数可以使我们能够排除最简单的类的通货膨胀模型。我们研究未来的观测是否可以排除典型的单场慢卷通货膨胀给定的参数允许当前的观测约束。我们发现,未来的测量一个恒定的运行(或运行的运行)的光谱指数在目前可用的尺度是不太可能实现这一点。然而,如果未来的观测准确地限制了更广泛的尺度范围,仍然有很大的参数空间区域(特别是在考虑运行的运行时)用于伪造假设的慢滚模型。
2017-10-23 astro-ph.CO
Running of the spectral index: Reconciling the CMB with the Lyman-$α$ Forest
King’s College London(伦敦国王学院)
结合CMB和Lyman-α森林数据,约束谱指数运行α_s和β_s,发现非零运行偏好,并展示局部特征暴胀势可解释尺度依赖。
2026-06-23 astro-ph.CO hep-ph
UV (in)sensitivity of Higgs inflation
标准模型希格斯暴胀的预测与普朗克数据非常一致,而不需要新的场。然而,理论的一致性需要存在(未知)阈值校正。这些改变了耦合的运行,从而改变了暴胀势的形状。这就提出了CMB参数对UV完成的敏感程度的问题。我们表明,由于精确的取消,通货膨胀的预测几乎不受影响。这意味着一般来说,人们不能将光谱指数和张量标量比与LHC精确的top和Higgs质量测量联系起来,也不能探测紫外物理对运行的影响。
2016-04-27 astro-ph.CO hep-ph
Inflationary universe in fluid description
我们研究暴胀宇宙学的流体描述。结果表明,暴胀宇宙的三个观测量:曲率扰动的谱指数、密度扰动的张量标量比和谱指数的运行都可以与普朗克分析相容.此外,我们重建的状态方程(EoS)的曲率扰动的光谱指数与普朗克的结果一致的流体。我们明确地表明,宇宙可以优雅地退出通货膨胀的重建流体模型。此外,我们还研究了流体模型的奇异膨胀。
2016-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Choice of Quantum Vacuum for Inflation Observables
University of Edinburgh(爱丁堡大学);Universidade do Estado do Rio de Janeiro(里约热内卢州立大学)
本文研究了在暴胀时期采用α真空而非标准Bunch-Davies真空对暴胀观测量的影响,比较了不同初始真空状态下的标量谱指数、其运行及运行的运行,并论证了α真空的能量尺度可截断于哈勃尺度,不违反当前实验限制。
2026-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Quest for B Modes from Inflationary Gravitational Waves
本文描述了在暴胀引力波引起的宇宙微波背景(CMB)极化中寻找旋度分量(B模)的工作。给出了暴胀的正则单场慢滚模型,解释了原初密度微扰和引力波的量子产生。它示出了如何这些引力波,然后引起在CMB极化。然后,我们描述的CMB偏振模式的几何分解成旋度自由分量(E模式)和旋度分量(B模式),并明确表明,引力波诱导B模式。我们讨论了B模式引起的引力透镜和银河前景,并显示如何两者都是区别于那些引起的通货膨胀引力波。这些B模式的实验追求所涉及的问题进行了描述,我们总结了一些正在追求的战略。最后,我们简要讨论了探测/表征暴胀引力波背景的其他途径。
2015-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Starobinsky-like inflation and running vacuum in the context of Supergravity
我们在量子场论(QFT)的框架内描述了早期宇宙的原始暴胀阶段,它可以被看作是早期真空衰变的有效作用。有趣的是,该模型解释了暴胀阶段进入标准辐射状态的“优雅退出”。这里考虑的QFT框架是超引力(SUGRA),更具体地说,是一个现有的公式,其中Starobinsky型暴胀(de-Sitter背景)在积分出引力子场的(动力学诱导的)质量相后,从量子修正中出现。我们还表明,在这个模型中的有效作用的结构是一致的重整化群(RG)运行的宇宙学参数的一般思想,具体地说,它遵循相应的RG方程的真空能量密度作为哈勃率的函数,$ρ_Λ(H)$。总的来说,我们的综合方法相当于一个具体的模型实现的通货膨胀所引发的真空衰变在一个基本的物理背景下,事实证明,也可以扩展到宇宙演化的剩余时代,直到目前的暗能量时代。
2016-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
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
The Observational Status of Simple Inflationary Models: an Update
我们提供了一个更新的五个相对较好的动机暴胀模型,其中暴胀子是一个标准模型单重标量场。这些模型包括i)教科书上的二次和四次势模型,但增加了暴胀子与费米子和玻色子的耦合,这使得能够再加热,也修改了标量谱指数$n_s$和$r$的朴素预测,ii)希格斯和科尔曼-温伯格势模型,最后iii)暴胀子与引力的非最小耦合的四次势模型。对于接近0.96的$n_s$值,如WMAP 9和普朗克实验所确定的,大多数考虑的模型预测$r\gtrsim0.02$。由$|\rm{d} n_s/\rm{d}\ln k|$量化的标量光谱指数的运行在这些模型中预测为$10^{-4}$ -$10^{-3}$阶。
2015-05-13 astro-ph.CO hep-ph
Tilt and Running of Cosmological Observables in Generalized Single-Field Inflation
采用有效场论方法研究暴胀微扰,详细分析了曲率生成的拉格朗日算子对各种观测量的影响,重点是它们的尺度运行。在二次阶,我们解决了运动方程在下一个领先的领先阶在一个非常普遍的单场膨胀理论的广义慢滚近似。我们推导出由此产生的功率谱,它的倾斜和运行。然后,我们专注于原始的非高斯振幅f_{NL}来源于一个特定的相互作用项的贡献。我们表明,运行的f_{NL}可以大大大于慢滚参数所规定的。
2010-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-standard hierarchies of the runnings of the spectral index in inflation
最近对宇宙微波背景调查的分析揭示了可能存在谱指数运行的非平凡运行的暗示。如果未来的实验证实了这些暗示,那么它将证明暴胀模型的强大功能,排除简单的单场模型。我们讨论了如何在多场模型中的等曲率扰动可以被调用,以产生大的运行在一个非标准的层次结构,并发现,一个极小模型能够实际实现这将是一个非正则动力学结构的两个领域的模型。我们还考虑了替代方案,如可变的光速模型和正则量子引力效应及其对光谱指数运行的影响。
2017-02-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A viable Starobinsky-like inflationary scenario in the light of Planck and BICEP2 results
最近普朗克和BICEP 2观测的CMB数据为暴胀宇宙学打开了一扇新的窗口。在这篇论文中,我们比较了三个类似Starobinsky的暴胀场景:(i)原始Starobinsky建议;(ii)一个动态破碎的SUGRA模型家族;(iii)一类“衰减”真空$Λ(H)$宇宙学。然后,我们专注于$Λ(H)$变体,它跨越了宇宙的完整宇宙历史,从早期的暴胀阶段,其次是“优雅的出口”到标准辐射制度,物质时代,最后,后期的加速膨胀。计算的有效潜力,我们发现,“运行”$Λ(H)$模型还提供了一个预测的张量-标量比的CMB频谱,$r \simeq 0.16$,这是兼容的$1σ$内的值$r=0.20^{+0.07}_{-0.05}$最近测量的BICEP 2合作。
2014-06-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Running into tension: primordial black holes from ultra-slow-roll inflation, spectral running, and the Hubble tension
University of Trento(特伦托大学);Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA)-INFN(特伦托基础物理与应用研究所(TIFPA)-意大利国家核物理研究所);New York University Abu Dhabi(纽约大学阿布扎比分校)
研究超慢滚暴涨模型预测的负谱运行与ACT CMB数据中正运行提示之间的紧张关系,并分析早期暗能量等新物理对谱运行及原初黑洞模型可行性的影响。
2026-08-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary universe from perfect fluid and $F(R)$ gravity and its comparison with observational data
在理想流体模型和$F(R)$引力理论的框架下,通过重构方法研究暴胀模型的观测量描述,特别是曲率扰动谱指数、张量标量比和谱指数的运行.最后,将理想流体和$F(R)$引力对暴胀的描述与普朗克卫星和BICEP 2实验等宇宙学观测结果进行了比较。用具体的例子证明了理想流体可能导致与普朗克数据一致的暴胀宇宙。几种$F(R)$重力模型,特别是幂律模型,在Planck和BICEP 2结果所允许的范围内,给出了与谱指数和张量标量比相一致的最佳拟合值。
2014-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Heavy Field Effects on Inflationary Models in Light of ACT Data
RIKEN Center for Interdisciplinary Theortical and Mathematical Sciences (iTHEMS)(RIKEN跨学科理论与数学科学中心(iTHEMS));Department of Physics, Kyushu University(九州大学物理系);Quantum and Spacetime Research Institute (QuaSR), Kyushu University(九州大学量子与时空研究所(QuaSR))
本文探讨了重场在膨胀模型中通过增加$ n_s $和$ α_s $与ACT数据的兼容性,扩展了传统膨胀模型并提出了具体模型实现。
2025-12-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Blue running of the primordial tensor spectrum
我们研究的可能性,积极的频谱指数的原始张量扰动的功率谱在暴胀过程中产生的光的检测的B模式偏振的BICEP 2合作。我们发现,蓝倾斜一般是可能的慢滚参数衰减迅速。我们提出了两个已知的例子,其中可以得到一个积极的张量功率谱谱的谱指数。我们还简要讨论了其他一致性检验,以进一步研究通货膨胀动态。
2014-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale and shape dependent non-Gaussianity in the presence of inflationary vector fields
我们考虑宇宙暴胀模型,其中矢量场在原始曲率微扰$ζ$的产生中起一定的作用。这样的模型是有趣的,因为所涉及的矢量场自然种子统计各向异性的原始波动,最终可能会留下一个可测量的印记宇宙微波背景波动。在这篇文章中,我们估计的尺度和形状依赖的影响,非高斯(NG)参数由于尺度依赖的统计各向异性分布的波动。具体而言,我们使用的四极形式的波动的功率谱(PS):$P_ζ(\vec{k})\equiv P_ζ(k)[1+g_ζ(k)(\hat{n} \cdot \hat{k})^2 ]$,其中$g_ζ(k)$是唯一的数量参数化的统计各向异性的水平和$\hat{n}$是一个单一的矢量指向的首选方向。然后,我们通过$δN$的形式主义的NG参数上的$g_ζ(k)$的运行的贡献进行评估。我们特别关注的细节$f_{\rm NL}$ NG参数,与双谱$B_ζ$,但高阶NG参数的结构是简单的概括。虽然在PS的统计各向异性的水平受到最近的观测严重限制,统计各向异性信号的重要性,在更高的顺序emulator仍然有待确定,这是我们在这里解决的主要任务。对统计参数如NG参数和统计各向异性水平的形状和尺度依赖性(或运行)的精确测量可以为模型的建立和确定暴胀矢量场的存在(或不存在)及其在暴胀机制中的作用提供相关元素。
2014-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary cosmology in unimodular $F(T)$ gravity
我们研究了在单模$F(T)$引力的背景下的暴胀实现,它是基于远程平行引力的$F(T)$修改,其中通过使用拉格朗日乘子施加单模条件。我们开发的一般重建程序的$F(T)$形式,可以产生一个给定的标度因子的演变,然后我们将其应用在暴胀制度。我们提取哈勃慢滚参数,使我们能够计算各种通货膨胀相关的观测,如标量谱指数及其运行,张量-标量比,和张量谱指数。然后,我们研究了德西特和幂律暴胀,Starobinsky暴胀,以及在一个特定的单模$F(T)$引力模型的暴胀的特殊情况。正如我们所展示的,在所有情况下,我们的情景预测都与普朗克观测数据非常一致。最后,单模$F(T)$引力中的暴胀还有一个额外的优点,即它总是允许模型参数的特定区域优雅地退出。
2017-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic inflation as a renormalization-group flow: the running of power spectra in quantum gravity
我们研究了暴胀宇宙学中功率谱从de Sitter不动点出发的重整化群流。贝塔函数由背景度量的方程提供。标量和张量涨落的谱服从RG演化方程,在超视界极限反常维数为零。通过根据前导和次前导日志组织微扰展开,我们计算谱指数、它们的游程、游程的游程等,到具有伪子的量子引力中的次前导对数顺序(即,理论$R+R^{2}+C^{2}$与用于$C^{2}$的假处方/投影)。我们表明,这些数量的光谱在一个普遍的方式。我们还计算了$r=-8n_{T}$关系的第一个修正,并提供了一些量子引力的预测,希望在不久的将来可以测试。
2021-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
First constraints on the running of non-Gaussianity
我们使用的数据从WMAP温度图来约束一个流行的“本地”原始非高斯模型的尺度相关的泛化。在允许参数fNL以尺度k运行的模型中,fNL(k)= fNL*(k/k_piv)^n,我们将运行限制为n = 0.30(+1.9)(-1.2),置信度为95%,在幅度fNL* 上边缘化。约束在一定程度上取决于分配给这两个参数的先验概率。在不久的将来,来自普朗克和大尺度结构调查的组合的约束,预计将改善这个限制约一个数量级,并有效地限制类的通货膨胀模型。
2012-07-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Discrepancies between observational data and theoretical forecast in single field slow roll inflation
普朗克合作利用普朗克卫星和其他飞行任务对宇宙微波背景辐射各向异性的越来越多的测量结果,确定了宇宙微波背景辐射光谱参数的值,即光谱指数$n_s$、其运行$α_s$、运行$β_s$的运行。这些值并不遵循单场慢卷暴胀理论所预测的大小层次,因此很难适合这样的暴胀模型。在这项工作中,我们首先提出了一个研究49个单场,慢卷膨胀的潜力,我们评估的可能性,这些模型拟合的光谱参数,目前最准确的测定给出的普朗克合作。我们检查数值与MATLAB程序的光谱参数,每个模型可以产生一个非常广泛的,全面的列表可能的参数和字段值。将模型支持的光谱参数值与普朗克合作组织的测定结果进行比较,得出结论:普朗克2015 TT+lowP和普朗克2015 TT,TE,EE+lowP提供的数据考虑到运行的运行,对49个模型中的40个不利,置信水平至少为92.8%。接下来,我们讨论这些光谱参数的当前计算的可靠性。我们确定的最小残差参数拟合(使用MCMC或任何其他计划)目前用于重建标量扰动的功率谱的谱参数的确定方法中的偏差。这种偏差可以解释理论和观测之间的矛盾。它的删除是计算成本高,但必要的,以比较预测的单场,慢滚理论与观测。
2016-09-01 astro-ph.CO gr-qc
Freeze-out and spectral running of primordial gravitational waves in viscous cosmology
Libera Università Mediterranea (LUM) “Giuseppe Degennaro”(利贝拉地中海大学(卢姆)“朱塞佩·德真纳罗”);Università di Bari(巴里大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari(意大利国家核物理研究所,巴里分部)
研究粘性对原初引力波传播的影响,发现粘性引入额外阻尼项,改变传递函数和能量密度谱,通过粘性均自由程的时间演化控制谱指数。
2025-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Predictiveness of Single-Field Inflationary Models
我们重新审视单场暴胀模型的预测性,并讨论如何一个未知的UV完成可以复杂的确定暴胀模型参数的观察,甚至从精密测量。除了通常的自然性问题与有一个浅的通货膨胀的潜力,我们描述了另一个问题的通货膨胀,即未知的紫外物理修改运行的标准模型(SM)参数,从而引入不确定性的潜在的通货膨胀的预测。我们使用最小希格斯暴胀情景来说明这一点,这可以说是市场上最具预测性的单场模型,因为它对$A_s$、$r$和$n_s$的预测只使用了一个新的自由参数,超出了粒子物理实验中测量的自由参数,并且达到了暴胀状态。我们发现,这个问题已经可以产生可观察到的影响。同时,这种在重整化群中的紫外参数依赖性允许希格斯暴胀在稍大的希格斯质量范围内发生(原则上)。我们评论的各种UV尺度的起源,出现在大字段值的SM希格斯粒子,澄清截止尺度参数进一步发展的形式主义的非线性实现的$\rm SU_L(2) \times U(1)$在弯曲的空间。我们讨论了一个有趣的事实,即希格斯膨胀之外,即使在SM中,与引力的非最小耦合的影响也会导致希格斯扇区的非线性EFT。最后,我们简要评论后BICEP 2试图修改希格斯膨胀的情况。
2015-07-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Running of the Running and Entropy Perturbations During Inflation
在单场慢卷暴胀中,人们期望谱指数$n_s -1$是慢卷参数的一阶。类似地,它的运行$α_s = dn_s/d \log k$和运行$β_s = dα_s/d \log k$的运行是二阶和三阶的,因此预计会逐渐变小,并且通常为负。因此,这样的通货膨胀模型相当紧张,最近的一项分析暗示,$β_s$实际上可能是正的,并且大于$α_s$。出于这一动机,在这项工作中,我们问的问题,什么样的通货膨胀模型可能是有用的,在实现这样一个层次的运行,特别是集中在两个领域的通货膨胀模型,其中的后期时间转移的权力从isocurvature曲率模式允许一个更多样化的现象。我们计算了由于这种效应的运行,并简要地应用我们的结果来评估在一些特定的模型中找到$|β_s| \gtrsim |α_s|$的可行性。
2016-09-30 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
Cosmological constraints on slow-roll inflation: an update
根据最近的宇宙学观测,我们提供了新的更新的限制慢卷膨胀在不同的扩展方案以外的$Λ\rm{CDM}$宇宙学模型。随着通常的六个参数,我们同时改变不同的组合的附加参数,包括运行的标量谱指数$α_s$,它的运行运行$β_s$,张量振幅$r$和空间曲率$Ω_k$。从普朗克2018年的数据中,我们没有发现标量运行或运行运行的证据,而分析阿塔卡玛宇宙望远镜数据结合WMAP 9年的观测数据,我们发现非零$α_s$和$β_s$的偏好分别为2.9 $σ$和2.7 $σ$。无论如何,当张量振幅可以在模型中变化或$β_s$固定为零时,这种偏好会降低。$r$的上界仅受附加参数的轻微影响,而数据集的差异会显著改变不同暴胀模型之间的兼容性,有时会导致不一致的结论。
2021-11-24 astro-ph.CO gr-qc
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
New inflationary probes of axion dark matter
本文提出轴子等曲率扰动的新宇宙学观测量,包括相关时钟信号和混合非高斯性,可检验轴子存在及其耦合,并有助于缩小暴胀哈勃尺度范围。
2024-02-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Vanilla Inflation Predicts Negative Running
本文利用最新宇宙学数据对近300个单场慢滚暴胀模型进行统计分析,发现谱指数跑动的最概然值为负,从而以超过三标准差的显著性排除了正的跑动值。
2024-10-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The End of the First Act: Spectral Running, Interacting Dark Radiation, and the Hubble Tension in Light of ACT DR6 Data
Technische Universität München(慕尼黑工业大学);Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University(北欧理论物理中心,皇家理工学院和斯德哥尔摩大学);University of Southern Denmark(南丹麦大学)
研究通过引入自相互作用暗辐射和谱运行参数,缓解哈勃张力并放宽暗辐射有效自由度约束,同时探讨这些参数在暴胀模型中的自然出现。
2026-04-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Single-field inflation constraints from CMB and SDSS data
我们提出了来自WMAP五年,ACBAR,QUAD,BICEP数据与来自SDSS LRG 7的Halo功率谱相结合的规范单场膨胀的约束。具有非标度不变谱和红色倾斜n_s < 1的模型现在比Harrison-Zel'dovich模型(n_s = 1,张量与标量比r = 0)更受欢迎。在假设谱指数不运行的情况下,我们导出了对参数(n_s,r)的约束,并将我们的结果与简单暴胀模型的预言进行了比较。边际化可信区间为n_s = 0.962^{+0.028}_{-0.026}和r < 0.17(在95%置信水平)。有趣的是,68%的c.l.轮廓主要有利于在可观察区域中具有凸势的模型,但二次势模型仍然在95% c.l.轮廓我们证明了这些结果对所考虑的数据集和理论假设的变化是鲁棒的。然后,我们考虑采用不同的方法,非参数,但近似,或参数,但准确的非零运行的谱指数。结合CMB和LSS的数据,运行模型仅比幂律模型好5.8倍,允许暴胀阶段产生相当大的负运行-0.063 ^{+0.061}_{-0.049}和更大的张量-标量比r < 0.33(95% c.l.)。这就要求暴胀子势的三阶导数在可观测范围内具有较大的值。在暴胀子势可以近似为三阶多项式的假设下,我们推导出这个导数的界。
2010-04-14 astro-ph.CO hep-ph
Mutated hilltop inflation revisited
在这项工作中,我们重新调查突变山顶通货膨胀的利弊。应用Hamilton-Jacobi方法,我们求解了暴胀动力学,发现暴胀沿着Lambert函数的${\cal W}_{-1}$分支进行.根据模型参数的不同,突变山顶模型给出了两种暴胀解:一种对应于可观测暴胀过程中的小暴胀子漂移,另一种描述了大场暴胀。曲率扰动的暴胀观测值与当前的数据在很大范围内的模型参数是一致的。小场分支预测张量与标量之比$r\sim \mathcal{O}(10^{-4})$的量可以忽略不计,而大场扇区能够产生张量扰动的高振幅,$r\sim \mathcal{O}(10^{-1})$。此外,谱指数几乎与模型参数无关,伴随着非常小的负标量运行量。最后,我们发现突变山顶暴胀在$αϕ\gg 1$的极限下与暴胀模型的$α$吸引子类非常相似。
2018-05-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A falsely fat curvaton with an observable running of the spectral tilt
在慢滚暴胀中,光谱倾斜的运行一般与尺度不变性偏差的平方$α_s \propto (n_s-1)^2$成比例,因此目前无法检测到。我们提出了一种机制,能够产生一个更大的运行内慢卷。该机制是基于一个曲率场与一个大的质量项,和一个时间演化的归一化。这可能发生在例如存在演化径向方向的复杂场的角方向上。在质量项和归一化的变化率之间的单一调谐的代价下,可以在CMB尺度下有效地使弯曲变轻,从而给出与观测一致的光谱倾斜。亮度在稍后的时间不被保留,导致光谱倾斜的可检测的运行。这种机制表明,具有大质量项的场不一定与暴胀物理解耦,并为暴胀模型的建立提供了一种新的工具。
2014-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
21 cm Angular Power Spectrum from Minihalos as a Probe of Primordial Spectral Runnings
测量21厘米线波动的小晕已被讨论作为一个强大的探测范围广泛的宇宙学模型。然而,以前的研究只考虑了像素方差,其中来自不同尺度的贡献被整合。为了更好地从不同的尺度上提取信息,我们给出了不同红移下小晕21 cm线涨落的角功率谱,极大地增强了对小晕的约束能力。通过采用这种形式主义,我们调查预期的约束参数表征的原始功率谱,特别是专注于频谱指数$n_s$和它的运行$α_s$和$β_s$。我们表明,未来的观测21厘米线的波动从迷你晕,结合宇宙微波背景,可以潜在地探测这些运行为$α_s \sim {\cal O}(10^{-3})$和$β_s \sim {\cal O}(10^{-4})$。最后讨论了它对检验暴胀模型的意义。
2017-05-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary Parameters in Renormalization Group Improved $ϕ^4$ Theory
暴胀模型可以通过WMAP、Planck、BICEP 2等宇宙学观测来检验,这些观测直接约束了谱指数$n_s$和张量标量比$r$。此外,从理论上证明了,对于较大的标量-引力耦合,任何暴胀模型在$(n_s,r)$平面上都渐近于一个普适吸引子。在这项工作中,我们考虑了一个简单的混沌暴胀模型的标量四次和标量曲率的相互作用。通过重整化群对这些相互作用引入了量子修正。通过移动纯标量-引力耦合$ξ_0$、四次纯标量耦合$λ_0$、重整化标度$μ$和e-折叠数$N$,数值计算了暴胀参数$n_s$和$r$.普朗克数据与有限标量曲率耦合的$ϕ^4$理论一致。发现RG运行诱导了对$n_s$和$r$的非普适贡献。它可以增加张量标量比,$r$,这是一致的普朗克数据,使它可以接近BICEP 2的数据为一个小的重整化尺度。
2014-08-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A model-independent fit to Planck and BICEP2 data
暴胀理论是一种领先的理论,它优雅地描述了导致宇宙结构形成的初始条件。在本文中,我们提出了一种新的唯象适合普朗克,WMAP偏振(WP)和BICEP 2数据集使用替代参数化。我们没有从暴胀势出发计算暴胀观测量,而是使用了Mukhanov提出的唯象参数化方法,用有效状态方程描述暴胀,用e折叠数和两个唯象参数$α$和$β$表示。在这样一个参数化,它捕获不同的暴胀模型在一个独立的方式,标量谱指数$n_s$,它的运行和张量标量比$r$的值进行预测,给定一组参数$(α,β)$。我们执行马尔可夫链蒙特卡罗分析这些参数,我们表明,普朗克和WP数据的综合分析有利于Starobinsky和希格斯膨胀的情况。假设BICEP 2信号不完全是由于前景,则添加该最后数据集而不是优选$ϕ^2$混沌模型。我们从普朗克和WP数据中单独得到的张量-标量比的约束是$r<0.18$在$95\%$ ~CL,该值与引用自BICEP 2合作分析的值一致,$r = 0.16^{+0-06}_{-0.05}$,前景减法后。这并不一定与普朗克和BICEP 2测量之间的$2σ$张力不一致,当分析数据时,通常的$n_s$和$r$参数,考虑到这里使用的参数化包括,隐含的,运行的光谱指数。
2014-05-28 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Microwave Background constraints on non-minimal couplings in inflationary models with power law potentials
最近由普朗克卫星和BICEP 2望远镜提供的宇宙微波背景各向异性测量结果开始严重限制幂律势的暴胀模型。特别是,具有幂律势$V(φ)\propto φ^n$和$n \ge 2$的模型受到当前数据的强烈反对,因为它们预测了具有与当前限制不一致的张量/标量比$r\sim0.15$的引力波的相当大的贡献。一个非最小的重力耦合已被提出作为一种物理机制,以降低$r$的预测。在本文中,我们进一步研究这个问题,提出了非最小耦合的约束条件,从目前的CMB数据的假设下,幂律电位。我们发现,具有$n>2$的模型显示出统计学显著性指示(高于$95 \%$ C.L.)对于非最小耦合。具有$n<2$的模型也优选非最小偶联,尽管仅在约$68 \%$ C.L.。有趣的是,所有考虑的模型都显示出光谱指数$ n_{\rm run}$的非零运行,与2018年普朗克发布的$-0.007 \pm 0.0068$值一致。我们指出未来如何准确测量$ n_{\rm run}$对于显着约束这些模型并最终排除其中的部分或全部是必要的。普朗克数据与二头肌/凯克数据集的结合加强了这些考虑。
2019-05-02 astro-ph.CO hep-ph
Running Inflation in the Standard Model
一个与曲率有较大耦合的相互作用标量场可以支持一个独特的暴胀宇宙方案。这在以前已经讨论过标准模型希格斯场,处理经典或在领先的对数近似。在这里我们用重整化群方法研究量子理论。在这个模型中,有效普朗克质量和耦合的运行都很重要。宇宙学预言与现有的WMAP 5数据一致,0.967 < n_s < 0.98(对于N_e = 60)和可忽略的重力波。我们发现光谱指数和希格斯质量之间的关系是急剧变化的m_h ~ 120-135 GeV(取决于顶部的质量),在未来,这种关系可以测试对普朗克和LHC的数据。我们也简要地评论如何类似的动态可能会出现在更一般的设置,并讨论我们的假设从有效场论的观点。
2009-07-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th