Probing pre-BBN era with Scale Invariant FIMP
通过冻结探测暗物质遗迹在实验室中是困难的，因为所涉及的耦合很小。然而，在大爆炸核合成（BBN）之前，宇宙的非标准宇宙学历史可以极大地改变这种情况。在这种情况下，我们研究冻结生产的暗物质在经典尺度不变的$U(1)_X$规范扩展的标准模型（SM），最近被称为\textit{Scale Invariant FIMP Miracle}。我们假设在宇宙早期，一个额外的物种主导着宇宙的能量密度，导致在给定温度下的膨胀率大于标准辐射主导的情况。我们发现，\textit{out-of-equilibrium}散射过程涉及的热浴中的颗粒导致显着抑制DM生产在这个时代，从而提高可见光和黑暗的部门之间的耦合（由几个数量级），以满足所观察到的DM丰度，并提高冻结的检测前景反过来。基础理论的标度不变性在模型中只留下四个自由参数：DM质量$m_X$，规范耦合$g_X$，从早期标量主导到辐射主导的转变温度$T_R$和这个温度的幂律依赖性$n$。我们表明，在这个最小的设置，像FASER，MATHUSLA，沙丘，SHiP实验将探测各种宇宙学模型取决于选择的$\{n,\,T_R\}$，也满足普朗克观察到的遗物密度约束。此外，由于存在天然轻标量介体，在XENON 1 T、PandaX-4 T或XENONnT处直接检测DM变得与希格斯标量混合$\sinθ\simeq\{10^{-5}-10^{-3}\}$相关，从而为冻结…
2022-10-14 hep-ph
Probing dark photons in the early universe with big bang nucleosynthesis
我们计算了早期宇宙中暗光子质量范围和真空与标准模型光子耦合时暗光子的产生和衰变。同时，自洽与暗光子的产生和衰变，我们的计算包括弱去耦和大爆炸核合成（BBN）物理的完整治疗。这些计算包含了所有相关的弱、电磁和强核反应，包括电荷变化（同位旋变化）轻子俘获和衰变过程。它们揭示了暗光子的产生、衰变和相关的熵的非平衡输运到退耦中微子海中的丰富的相互作用。最重要的是，我们模拟的自洽性质使我们能够捕获熵注入和稀释的大小和相位。熵注入引起的时间-温度-标度因子关系在弱退耦和BBN期间的改变导致轻元素丰度产额和总辐射含量的变化（由$N_{\rm eff}$参数化）。这些变化表明了扩展先前暗光子BBN约束的方法。然而，我们的计算还确定了暗光子质量和耦合的范围尚未受到限制，但也许可以访问和可能的，在未来的阶段4宇宙微波背景实验和未来的高精度原始氘丰度测量。
2020-11-05 astro-ph.CO hep-ph
Probing the BSM physics with CMB precision cosmology: an application to supersymmetry
在BBN之前的宇宙历史是由粒子物理学的标准模型（BSM）之外的物理学高度决定的，并且它在观测上受到很差的约束。正在进行的和未来的CMB观测值的精确测量可以为我们提供有关前BBN时代的重要信息，因此可能会测试不同BSM场景的宇宙学预测。超对称性是一个特别有动机的BSM理论，通常情况下，不同的超对称性破缺方案需要不同的宇宙历史，具有特定的再加热温度或低熵产生，以便在宇宙学上可行。在本文中，我们量化的影响可能的替代宇宙历史的$n_s$和$r$ CMB观测值假设一个通用的非热阶段后，宇宙暴胀。我们分析了TeV，特别是多TeV的超对称性破缺计划假设中性子和引力子暗物质的情况下。我们补充我们的分析考虑Starobinsky $R^2$通货膨胀模型来验证改进的CMB预测，早期宇宙宇宙演化的统一描述产生。我们的分析强调了CMB精确测量的重要性，在某种程度上，可以看作是对超对称性或其他BSM理论的实验室实验研究的补充。
2018-03-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmology II: From the Planck Time to BBN
本文综述了早期宇宙学的进展，包括弦、额外维、暴胀、相变和重子生成。
1999-09-03 astro-ph hep-ph
Interpretation of Nanohertz Gravitational Waves via Cosmic Strings in Post-BBN Matter and Kination Domination
Indiana University（印第安纳大学）
该研究通过贝叶斯分析NANOGrav 15年与EPTA DR2 New+数据集，发现后BBN物质和动能主导阶段的宇宙弦可解释PTA观测的纳赫兹引力波信号，且与标准宇宙学历史相比有显著证据。
2026-10-09 astro-ph.CO hep-ph
Phase Transitions in the Early Universe: Impacts on BBN and CMB Observables
本文研究低能标一级相变对BBN和CMB的影响，发现亚MeV相变受Planck 2018严格约束，keV相变致显著CMB畸变，BBN与CMB可互补约束相变参数。
2025-03-25 astro-ph.CO hep-ph
Probing The Universe With Neutrinos At 20 Minutes And 400 Thousand Years
大爆炸核合成（BBN）和宇宙背景辐射（CBR）提供了宇宙早期演化及其粒子含量的互补探针。中微子在这两种情况下都起着重要的作用，影响了BBN在最初20分钟内产生的核素的原始丰度，以及当宇宙年龄约为40万年时在CBR上留下的温度波动谱。在这次演讲中，我回顾了中微子在宇宙演化的这些不同时期的物理效应，并将理论预测与观测数据进行比较，以探索宇宙学和粒子物理学的标准模型的一致性，并限制中微子物理学以及更普遍的超越标准模型的物理学。
2006-10-19 astro-ph hep-ph nucl-th
Primordial Nucleosynthesis with CMB Inputs: Probing the Early Universe and Light Element Astrophysics
宇宙微波背景（CMB）对重子-光子比$η\propto Ω_{\rm baryon} h^2$的测定将从（标准）大爆炸核合成（BBN）计算中删除最后一个自由参数。这将使BBN成为早期宇宙物理学的更敏锐的探测器，例如，大大改进了BBN对轻中微子种类$N_{ν,eff}$的有效数量的测量。我们展示了如何CMB可以提高这一限制，目前的轻元素数据。此外，通过使用其他元素，特别是氘，将有可能独立于\he 4来限制$N_{ν,eff}$;这将允许更严格的限制和系统学测试。例如，如果$η\sim 6.0\times 10^{-10}$为$η$，则3%的$η$测量值与10%（3%）的原始D/H测量值一起可以测量$N_{ν,eff}$至$σ_{95%}(N_ν) = 1.8$（1.0）的95%置信水平。如果采用标准模型值$N_{ν,eff}=3$，则可以使用CMB的$η$（及其不确定性）对原始丰度进行准确预测。这些决定可以反过来成为关键的投入，在核合成历史（化学演化）的星系，从而对这些模型的约束。
2001-05-22 astro-ph hep-ph nucl-th
Big Bang Nucleosynthesis: Probing the First 20 Minutes
在热的、致密的早期宇宙演化的最初20分钟内，宇宙核反应堆合成了大量的氘、氦-3、氦-4和锂-7。在大爆炸核合成（BBN）过程中产生的这些轻核素的原始丰度对重子的普遍密度和早期宇宙膨胀率很敏感，早期宇宙膨胀率在早期时期由相对论粒子（"辐射“）如光子和中微子的能量密度控制。大约38万年后，当宇宙背景辐射（CBR）从质子和电子的电离等离子体中释放出来时，CBR上的温度波动谱也取决于重子和辐射密度。BBN和CBR所施加的约束之间的比较揭示了宇宙在其演化过程中两个相距甚远的时期的惊人一致的图像。结合这两个探针导致新的和更严格的限制目前的重子密度，对可能的新物理超越粒子物理学的标准模型，以及确定一些挑战天文学和天体物理学。在这篇综述中，我们将介绍BBN的现状以及重子密度和辐射能量密度的相关估计。
2003-07-11 astro-ph hep-ph
Big-Bang Nucleosynthesis and Gamma-Ray Constraints on Cosmic Strings with a large Higgs condensate
我们考虑约束宇宙弦从他们的希格斯粒子的发射，在弦的情况下，有一个希格斯凝聚体的振幅的顺序弦质量标度，假设一小部分的凝聚体的能量可以转化为辐射尖附近。衰变的希格斯粒子注入的能量影响了标准大爆炸核合成（BBN）预测的轻元素丰度，也有助于今天宇宙中的漫射伽马射线背景（DGRB）。我们研究了两个主要的弦情景（Nambu-Goto和场论），发现NG情景中的原初氦丰度强烈地约束弦张力和发射过程的效率，而FT情景中最强的BBN约束来自氘丰度。费米-LAT对DGRB的测量对场论的限制甚至比先前根据EGRET数据所估计的更强，要求弦张力μ和牛顿常数G的乘积以Gμ <2.7 × 10 ^{-11}β_{ft}^{-2}为界，其中β_{ft}^{-2}是弦能量进入希格斯粒子的部分。
2015-01-06 hep-ph hep-th
Probing nuclear rates with Planck and BICEP2
大爆炸核合成（BBN）将关键的宇宙学参数与轻元素的原始丰度联系起来。在本文中，我们指出，最近的观测宇宙微波背景各向异性的普朗克卫星和BICEP 2实验约束这些参数具有如此高的精度水平，原始氘丰度可以推断出显着的精度。对于一个给定的宇宙学模型，我们可以获得与BBN相关的能量范围内的核过程的独立信息，这些信息决定了最终的^2H/H产额。特别是，在假设标准宇宙学模型的情况下，我们证明了对普朗克数据和最近在贫金属阻尼莱曼-α系统中氘丰度测量结果的综合分析提供了关于辐射俘获反应d（p，γ）^3 He将氘转化为氦的截面的独立信息。有趣的是，结果是高于目前的实验数据在BBN能量范围（10 - 300千电子伏）的拟合建议的值，而它是在更好的协议与从头计算理论计算，基于模型的核电磁流来自现实的相互作用。由于上述核过程的速率与中微子的有效数Neff之间的相关性，同样的分析也指出Neff>3。我们展示了当假设一个非最小的宇宙学场景时，这种观察是如何变化的。我们的结论是，在几百keV范围内，可以通过像LUNA这样的实验收集到更多的d（p，γ）^3 He截面数据，这些数据要么可以证实这个速率值很低，要么可以提供一些有利于接近最小宇宙学情景的线索。
2014-04-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmological and astrophysical constraints on superconducting cosmic strings
本文研究了超导宇宙弦的宇宙学和天体物理学约束。SCS环发射强烈的电磁波爆发，可能影响各种宇宙学和天体物理学观测。我们考虑到CMB各向异性的影响，CMB黑体光谱，BBN，对无线电波爆发和X射线或伽马射线事件的观测意义，和随机引力波背景测量脉冲星计时实验。然后，我们从当前的观测和估计的前景检测SCS签名正在进行的观测SCS参数的约束。因此，我们发现，这些限制排除了广泛的参数区域，也正在进行的无线电波观测可以探测大的参数空间。
2012-12-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing the neutrino chemical potential with cosmological observations
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-UV（粒子物理研究所，瓦伦西亚大学）；Departament de Física Teòrica, UV, Spain（瓦伦西亚大学理论物理系）；Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra, Università degli Studi di Ferrara（费拉拉大学地球与物理学系）；INFN, Sezione di Ferrara（意大利国家核物理学院费拉拉分部）；University of Turin, Physics department and INFN, Sezione di Torino（都灵大学物理系及意大利国家核物理学院都灵分部）
通过CMB和BAO数据结合BBN观测，对电子中微子简并参数ξ_ν_e和其他中微子简并参数ξ_ν_x进行最新约束，发现非简并中微子情况下ξ_ν_e在BBN时期偏好非零正值（95% C.L.），且允许更大的哈勃常数。
2026-06-29 astro-ph.CO hep-ph
Bounds on Scalar Masses in Theories of Moduli Stabilization
近年来，人们已经意识到，前BBN衰变的模量可以是一个重要的来源暗物质生产，给一个“非热WIMP奇迹”，大大减少微调宇宙学轴子物理。我们研究模量质量和锐化声称，模量占主导地位的前BBN宇宙。我们猜想，在任何具有稳定模的弦论中，至少会有一个模场的质量是引力子质量的量级（或更小）。宇宙学一般要求引力子的质量不小于30 TeV，并且宇宙的历史在BBN之前是非热的。在这些衰变中产生的稳定的LSP可以解释观测到的暗物质，如果它们是“酒样的”。“我们简要地考虑了LHC、稀有衰变和暗物质直接探测的意义，并指出这些结果可能对试图在弦论中实现规范中介的模型具有挑战性。
2014-07-11 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing mu-term Generation Mechanism in String Models
我们给出了一个基于辐射电弱对称性破缺的一般方法来选择一个现实的$μ$项产生机制，并在弦论框架下研究了哪种类型是有希望的。讨论了模F项凝聚和模D项贡献对软标量质量的影响。
1997-05-09 hep-ph hep-th
Cosmic Microwave Background Dipole Asymmetry could be explained by Axion Monodromy Cosmic Strings
威尔金森微波各向异性探测器和普朗克任务的观测表明，在宇宙微波背景中存在半球形的功率振幅不对称性，相关长度与可观测宇宙的大小相当。我们发现，这种异常现象可以自然地解释为在我们可见宇宙附近形成的类轴子粒子（ALP）宇宙弦。与这个宇宙弦相关的场变化在暴胀后产生了粒子密度波动，从而在大爆炸核合成（BBN）时代之前衰减为辐射，并导致了观察到的功率不对称。我们发现，在这种情况下，半球功率幅度不对称性是强烈的尺度依赖：$A(k)\propto {\rm exp}(-kl)/k$。诚然，典型的暴胀模型预测每个可观测宇宙的拓扑缺陷的残留数密度为一阶，因此在我们的模型中，宇宙弦必须被调整为具有$1/H_0$阶的影响因子。有趣的是，基于纯粹宇宙学考虑的约束也产生了一个$10^3$级的Peccei-Quinn尺度$F_a$，它大于哈勃膨胀尺度$H_I$。假设$H_I\sim 10^{13}$为GeV，那么我们就有了一个具有$F_a\sim 10^{16}$ GeV的ALP，这与大统一的假设尺度相吻合。由于我们要求ALP衰变发生在BBN时代之前，这意味着相对较重的质量或较强的自耦合，并且考虑到相关势应该柔和地打破移位对称性以保护系统免受辐射校正，我们还得出结论，所需的ALP势本质上应该是单值的。
2019-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lepton Asymmetry and Neutrino Oscillations Interplay
讨论了早期宇宙中轻子不对称性L与中微子振荡之间的相互作用。中微子振荡可以抑制或增强先前存在的L.另一方面，L能够抑制或增强中微子振荡。数值分析了早期宇宙MSW共振中微子振荡中L增强的机制。讨论了中微子振荡的L宇宙学效应。我们讨论了L如何改变宇宙学BBN对中微子的约束，并证明了具有电子无菌中微子振荡的BBN模型对L是极其敏感的，它允许得到对L值最严格的约束.我们还讨论了活动-无菌中微子混合和L的宇宙学作用与BBN，CMB和LSS数据以及全球中微子数据分析所指出的早期宇宙额外相对论密度的迹象。
2013-02-12 astro-ph.CO hep-ph
Implications of the $ν_μ\to ν_s$ solution to the atmospheric neutrino anomaly for early Universe cosmology
通过数值求解量子动力学方程，我们计算了大气中微子异常的$ν_μ\to ν_s$振荡解与$N_{eff}^{BBN} \stackrel{<}{\sim} 3.6$严格的大爆炸核合成（BBN）界一致的参数范围.我们表明，这需要τ中微子的质量范围$m_{ν_τ} \stackrel {>}{\sim} 4 eV$（为$|δm^2_{atm}| = 10^{-2.5} eV^2$）。我们讨论了这种情况下的热+冷暗物质，BBN和各向异性的宇宙微波背景的影响。
1998-09-25 astro-ph hep-ph
Probing Cosmic Strings with Satellite CMB measurements
本文研究了在目前高分辨率、高灵敏度的宇宙微波背景（CMB）观测中寻找宇宙弦信号模式的问题。本文讨论了一种能够在总强度各向异性图中识别Kaiser-Stebbins效应签名的技术，并表明产生混淆的最大因素是由与重组时的视界大小相当的尺度的声学振荡特征表示的。仿真结果表明，纯高斯映射的零信号的分布收敛到$χ^2$分布，与检测阈值对应的字符串感应阶跃信号的幅度约为100 $\muK$，对应于大致$Gμ< 1.5\times 10^{-6}$的限制。我们研究了由银河系外和银河系前景引起的虚假探测的统计数据。对于弥漫的银河前景，这是污染的主要来源，我们得到的天空面具概述了可用区域的天空中的银河混乱是次主导的，专门我们的分析所代表的情况下的频率覆盖范围和标称灵敏度和分辨率的普朗克实验。
2010-08-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Hadronic decay of the gravitino in the early universe and its implications to inflation
我们讨论了引力子对大爆炸核合成（BBN）的影响，特别注意引力子的强子衰变模式。我们将看到引力子的强子衰变对BBN有显著的影响，并且在强子分支比相当大的情况下，得到了暴胀后再加热温度的严格上限。
2004-10-21 hep-ph
Probing Particle Physics from Top Down with Cosmic Strings
利用来自天空的大量新观测数据，有可能将粒子物理学理论限制在标准模型之外。本文举例说明了一种方法：理论的子集承认宇宙弦解，拓扑稳定的物质场配置。在这些模型中，宇宙弦网络不可避免地在早期宇宙中形成，并持续到现在。这些弦的引力效应导致了宇宙学特征，这些特征在当前和未来的数据中可以看到。这些信号的大小随着宇宙弦形成所涉及的新物理学的能量尺度的增加而增加。因此，寻找弦的宇宙学特征是一种“自上而下”探测粒子物理模型的方法，而不是像使用大型强子对撞机等加速器的数据那样“自下而上”。在这篇文章中，我们将举例说明寻找宇宙弦的不同方法。它们包括宇宙微波背景温度和偏振各向异性图、大尺度结构光学和红外巡天图以及21厘米强度图。
2014-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing flavored regimes of leptogenesis with gravitational waves from cosmic strings
本文首次提出利用宇宙弦辐射引力波的谱特征检验高尺度轻子生成的不同味区，前提是右手中微子质量标量场与希格斯弱耦合，还构建了无需约束味结构即可检验味区差异的框架并给出未来可检验的引力波窗口。
2025-02-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
BSM with Cosmic Strings: Heavy, up to EeV mass, Unstable Particles
远高于TeV量级的不稳定重粒子在实验上是无法获得的。到目前为止，大爆炸核合成（BBN）对它们的质量和寿命提供了最强的限制，后者短于0.1秒。我们展示了这些限制如何可能被下一代引力波（GW）干涉仪极大地改善，延长到寿命短至$10^{-16}$秒。关键在于，这些粒子可能主导了宇宙的能量密度，并在早期引发了一段物质主导的时期，直到它们在BBN之前衰变。与通常假设的单辐射时代相比，由此产生的修改后的宇宙学历史将在原始起源的随机引力波背景中留下可观测的签名。特别是，我们将展示如何检测持久的源，如宇宙弦产生的GW光谱将提供一个独特的探测粒子物理参数。当应用于早期宇宙中的特定粒子产生机制时，这些GW光谱可以用来推导标准模型的许多UV扩展的新约束。我们举例说明这几个例子，如超对称模型的标量模量和引力子的质量尺度可以限制到$10^{10}$ GeV。进一步的边界可以得到的再加热温度的模型，只有引力相互作用的粒子，以及重暗光子的动力学混合在$10^{-18}$的水平。
2020-06-11 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational wave constraints on the observable inflation
在大爆炸核合成（BBN）期间，早期宇宙中产生的引力波（GW）对相对论自由度$N_{\rm eff}$的数量有贡献。通过使用对$N_{\rm eff}$的约束，我们提出了一个新的界限，宇宙可以有多大的视界出口之间的最大可观测尺度的今天和通货膨胀的结束膨胀。我们讨论了通货膨胀模型的影响，并展示了新的约束条件如何影响模型的选择。我们还讨论了当前和计划中的GW天文台（如LIGO和LISA）的敏感性，并表明它们可能施加的约束总是比BBN约束不那么严格。
2020-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the string axiverse by gravitational waves from Cygnus X-1
在轴宇宙方案中，大质量标量场（弦轴子）通过超辐射不稳定性在旋转黑洞（BH）周围形成云，并发射连续的引力波（GW）。我们研究的弦轴子参数，可以从GW观测的约束。如果在LIGO数据中对天鹅座X-1的GWs进行有针对性的搜索时没有检测到信号，则衰变常数$f_a$必须小于质量范围$1.1\times 10^{-12}\mathrm{eV}<μ<2.5\times 10^{-12}\mathrm{eV}$的GUT标度。还讨论了来自不可见孤立BH的约束。
2015-04-18 gr-qc hep-ph hep-th
Probing Cosmic Strings with Gravitational-Wave Fringe
宇宙弦是早期宇宙相变的重要残余。我们表明，它们可以探测到的引力波（GWs）从紧凑的二元合并。如果这种啁啾的GW经过宇宙弦，它就会受到引力透镜的作用，留下透镜作用的特征信号--GW条纹。它可以通过GWs的频率啁啾自然地观察到。这使得探测宇宙弦与小张力$Δ= 8πG μ= 10^{-6} \text{ -- } 10^{-10}$，低于电流约束，在高频LIGO波段和中波段探测器。虽然它的探测率估计很小，但即使是一次探测也可以用来识别宇宙弦。与仅在局域$U(1)$模型中由环衰变产生的随机GW相反，GW条纹可以独立地直接探测直弦模型。这也是对现有的具有强透镜效应的探针的补充。
2020-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Big Bang Nucleosynthesis as a probe of non-standard neutrino interactions and non-unitary three-neutrino mixing
本研究探讨非标准中微子相互作用和非幺正三中微子混合对早期宇宙观测量的影响，发现BBN约束严格且与地面实验相当，并强调需更多核反应率测量以改进理论预测。
2025-10-10 hep-ph
Probing Dark Matter Clumps, Strings and Domain Walls with Gravitational Wave Detectors
引力波天文学最近成为研究我们宇宙的一种新方法。在这项工作中，我们调查的潜力引力波干涉仪检测宏观天体包括暗物质。我们从著名的团块的例子开始，扩展到宇宙弦和畴壁。我们还考虑了在小尺度上测量暗物质功率谱的灵敏度。我们的分析是基于这样一个事实，即这些物体在穿过探测器附近时，将对干涉仪的每个节点施加引力，从而导致可以测量的差分加速度和相应的多普勒信号。作为一个典型的例子，引力波干涉仪，我们考虑在LISA诱导的信号。我们进一步将我们的结果外推到其他频段敏感的引力波实验中，包括地基干涉仪，如LIGO，和脉冲星定时阵列，例如基于平方公里阵列的脉冲星定时阵列。假设适度的灵敏度改进超出了目前的设计，团块，字符串和畴壁可能在这些实验的范围内。
2021-09-20 astro-ph.CO hep-ph
Probing AdS/QCD backgrounds with semi-classical strings
新的AdS/QCD背景已经被提出来描述重矢量介子的光谱，通过在软壁模型的体几何上实现额外的能量标度。在描述重介子的径向激发时，需要引入额外的能量标度以包含强子态的衰变常数。在这里，我们分析了一个模型，介绍了一个紫外线截止反deSitter空间和模型，考虑一个修改的附加项和没有截止的光子配置文件。对于这两个模型中的每一个，我们考虑存在一个半经典的弦的体积是对偶的静态和无限重的介子。我们使用全息字典计算威尔逊圈算符的期望值，并得到静态$q\bar{q}$对的对偶势。对于具有修正的玻色子轮廓的模型，在壳弦作用量呈现出特殊的紫外发散，讨论了相容正则化，并采用了新的减影格式。我们考虑有限温度的情况，确定了附加能量标度对重介子离解温度的影响。
2020-07-03 hep-ph hep-th
Probing a QCD String Axion with Precision Cosmological Measurements
弦和M-理论紧化一般具有紧模，可以潜在地充当QCD轴子。然而，如本文所证明的，如果普朗克偏振测量实验观测到的引力波被解释为由哈勃常数$H_inf \gsim 10^{13}$ GeV的暴胀引起，那么这种紧致模不能起到QCD轴子的作用，也不能解决强CP问题.在这种情况下，在膨胀过程中产生的轴子波动会在原始温度波动的光谱中留下可测量的等曲率和/或非高斯印记。这一结论与任何关于初始轴子失准角、有多少暗物质是残余轴子、或晚期衰变粒子（如萨克斯子）可能释放的熵的假设无关;它只依赖于佩西-奎因对称在早期宇宙中保持不破缺的温和假设。
2004-09-06 astro-ph hep-ph hep-th
Probing String-Theory-Inspired Topologies of the Early Universe through CMB Temperature and Polarization Anisotropies
National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-University of Valencia（瓦伦西亚大学-CSIC粒子物理研究所(IFIC)）；University of Valencia（瓦伦西亚大学）
本文研究了通过CMB温度和偏振各向异性探测早期宇宙拓扑结构的问题，利用大角尺度的两点相关函数分析非平凡空间拓扑的遗迹，并探讨了六维空间在GUT时期紧致化对CMB原始功率谱的影响。
2026-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of non-standard neutrino-electron interactions on Big Bang Nucleosynthesis
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-Universitat de València（粒子物理研究所，西班牙科学理事会-巴伦西亚大学）；University of Turin, Physics department and INFN, Sezione di Torino（都灵大学，物理系和意大利国家核物理研究所，都灵分部）；Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli studi di Napoli “Federico II”（费迪南德二世那不勒斯大学，“埃托雷·潘奇尼”物理学系）；INFN - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）
本文研究非标准中微子-电子相互作用对大爆炸核合成的影响，比较了BBN与实验对NSI参数的限制，发现两者互补且可测试不同温度下的中微子物理。
2026-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Probing the Geometry of Warped String Compactifications at the LHC
扭曲弦紧化，其特征在于在红外（IR）的度量的非奇异行为，功能偏离通常的反德西特扭曲额外的维度。研究了光滑IR截止对Randall-Sundrum（RS）型模型的影响。我们发现，KK引力子的现象学（包括它们的质量和耦合）敏感地依赖于精确的形状的翘曲因子在IR。特别是，我们分析了翘曲变形锥，发现光谱显着不同的RS，并提出了一个简单的处方（质量间隙anomaly），可用于研究的现象学的IR修改5-d翘曲额外的维度。
2008-01-10 astro-ph hep-ex hep-ph
An early $Z'$ dominance: dark matter, gravitational waves & collider probes
SRM University AP（SRM大学阿马拉瓦蒂分校）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
本研究探讨标准模型最小无反常 B$-$L 扩展中早期 $Z'$ 玻色子主导的宇宙学情景，研究右手中微子暗物质产生，并利用引力波、对撞机及多信使实验约束参数空间，展示互补探测能力。
2026-10-08 astro-ph.CO hep-ph
Probing the gravitational wave background from cosmic strings with LISA
宇宙弦网络是探测宇宙学引力波的最佳途径之一。大量弦环的组合非相干GW发射导致随机GW背景（SGWB），其编码弦网络的属性。在本文中，我们分析了激光干涉仪空间天线（LISA）测量这种背景的能力，考虑领先的模型的弦网络。我们发现，LISA将能够探测宇宙弦的紧张局势$Gμ\gtrsim \mathcal{O}(10^{-17})$，改善约$6$数量级电流脉冲星定时阵列（PTA）的限制，并可能$3$数量级相对于预期的约束，从下一代PTA观测站。我们包括在我们的分析中可能修改的SGWB频谱由于不同的假设宇宙的历史和弦网络的基本物理。这些包括SGWB谱中可能的修改，由于早期宇宙中相对论自由度的变化，在辐射支配开始之前存在非标准状态方程，或者由于弦间交换概率小于1而导致网络动力学的变化。在探测到的情况下，LISA的频带可以很好地探测这样的宇宙事件。我们的结果构成了对宇宙弦科学的彻底探索，这将是LISA可以访问的。
2019-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Gauge String Formation in a Superconducting Phase Transition
超导体是唯一可以通过实验获得的具有自发破缺的规范对称性的系统，其支持拓扑上非平凡的缺陷，即弦缺陷。我们提出了两个实验，其目的是观察这些字符串的密集网络，通过基布尔机制，在自发对称性破缺相变的过程中出现。我们建议的方法来估计的数量级的磁通量管的密度产生的相变。这可能为自发破缺的规范理论中拓扑缺陷的产生理论提供实验检验，例如早期宇宙中所采用的理论。
1999-07-06 cond-mat hep-ph
Was the Universe Actually Radiation Dominated Prior to Nucleosynthesis?
也许不是弦论在超越标准模型和暴胀模型的建立上，一般都预测标量（模量）的存在，与量子引力的尺度相比，标量（模量）是轻的。这些模量从早期宇宙中的低能量极小值中位移，并导致BBN之前的物质主导时代延长。在本文中，我们研究非微扰效应，如参数共振或快子不稳定性是否可以缩短，甚至消除，模凝聚和物质主导的时代。这样的效果取决于至关重要的耦合的强度，我们发现，除非模量成为强耦合的物质主导的时代是不可避免的。特别是，我们发现，在弦和M-理论紧化的最轻的模量附近的TeV尺度，一个物质主导的时代将持续到大爆炸核合成的时间。
2017-06-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing String Theory with Modulated Cosmological Fluctuations
超弦理论、具有额外维度的模型和其他超对称模型一般都预言，耦合常数实际上是场的真空期望值，如介子、模等。假设这些场在暴胀过程中是轻的，我们得到这些场在暴胀过程中产生的小的经典不均匀性。因此，耦合常数在比早期宇宙的因果视界大得多的尺度上继承了小的不均匀性。在模量被固定到它们的最小值之后，晚期时间宇宙中耦合常数的空间变化将被擦除。然而，在非常早期的宇宙中，耦合常数的不均匀性会在所有残余物种中产生调制的大尺度波动，这些波动是由于相互作用和冻结而产生的。此外，（p）暴胀子场的再加热导致调制的曲率起伏。即使标准暴胀子涨落被抑制，在这幅图中，我们也可能得到完全由预热期间耦合常数的调制空间变化产生的纯曲率宇宙学涨落。
2003-03-27 astro-ph hep-ph hep-th
Probing approach of the Parton-Hadron-String Dynamics in production for K$_S$ mesons
重离子碰撞提供了一个独特的探测夸克-胶子等离子体的性质。通过研究产生截面，研究了部分子自由度在$\sqrt{s_{NN}}$ = 5 TeV的p-Pb碰撞中的作用.实验观察到的K $_S$介子的数量是敏感的反应的运动学性质。我们的结果证明了角分布对于强子化过程中部分子自由度的重要性。
2020-02-13 hep-ph nucl-th
Probing Stochastic Gravitational Wave Background from $SU(5) \times U(1)_χ$ Strings in Light of NANOGrav 15-Year Data
本文在SO(10)超对称大统一理论框架下研究SU(5)×U(1)_χ模型中亚稳态宇宙弦网络通过施温格产生磁单极子对衰变并产生随机引力波背景，结合非最小希格斯暴胀和U(1)_χ辐射破缺，成功解释了NANOGrav 15年数据。
2023-08-17 gr-qc hep-ph hep-th
Probing cosmic strings by reconstructing polarization rotation of the cosmic microwave background
本研究利用二次估计量分析CMB偏振旋转以探测宇宙弦，验证了不同估计量的等价性与最优性，基于Planck数据给出参数约束，并指出未来实验可在特定参数空间检验类轴子弦网络的存在性。
2022-01-07 astro-ph.CO hep-ph
Probing Exotic Phases Via Stochastic Gravitational Wave Spectra
本研究发现BBN前随机引力波谱的低频凹陷可反映宇宙状态方程畸变，以WCSM的一阶手征相变为例验证了20%的功率凹陷效应，指出未来空间引力波探测器可借此探测早期宇宙奇异相。
2023-06-12 hep-ph
Gravitational Waves from Global Cosmic Strings and Cosmic Archaeology
在粒子物理学的标准模型的许多有动机的扩展中，全球宇宙弦被预测，与轴子暗物质物理学有着密切的联系。最近的研究表明，虽然相对于Goldstone发射而言，全球弦的引力波信号是次显性的，但可以用目前和计划中的引力波探测器（如LIGO、LISA、DECIGO/BBO、ET/CE和AEDGE/AION）以及脉冲星定时阵列（如PPTA、NANOGrav和SKA）探测到。这项工作是一个广泛的，更新的研究全球宇宙弦网络的GW，考虑到最新的发展相关的主题。主要的分析是基于分析速度相关的单尺度（VOS）模型校准与最近的模拟结果，这提供了一个通用的协议，这样的计算与细节。我们还演示了GW信号如何受到基线模型变化的影响：这包括考虑模型参数的不确定性和最近一些模拟结果所建议的传统VOS模型预测（即缩放行为）的潜在偏差。此外，我们详细研究了非标准宇宙学（例如早期物质支配或kination）或新粒子种类对全球弦GW信号的影响。我们证明，从全球宇宙弦GW背景的频谱可以用来探测宇宙历史之前的大爆炸核合成（BBN）（即原始的黑暗时代）的温度为$T\sim 10^8$ GeV。
2022-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Simulations of Axion String-Wall Networks: Probing Dark Matter and Gravitational Waves for Discovery
本研究通过三维晶格模拟早期宇宙轴子弦-壁网络，更新轴子暗物质遗迹丰度，分析不同情形下的引力波谱特征，得出QCD轴子引力波不可探测、类轴子粒子在特定质量范围对应纳赫兹至毫赫兹频段存在可探测引力波信号的结论。
2024-10-10 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Machine Learning Insights into Quark-Antiquark Interactions: Probing Field Distributions and String Tension in QCD
本研究利用 MLP 和 KAN 等机器学习技术分析格点 QCD 模拟数据，探究夸克-反夸克间的场分布，计算色通量管的弦张力与宽度，并提出场分布的解析表达式，展示了机器学习在 QCD 研究中的潜力。
2025-03-04 hep-ph
Probing the ground state in gauge theories
我们考虑两个非常不同的模型的通量管连接两个重夸克：一个字符串连接的物质领域和库仑描述的两个单独的规范不变的费用。我们比较了它们与紧致U（1）和SU（2）Higgs模型中未知的真实基态的接近程度。在紧致U（1）中的模拟表明，在受限相中弦描述更好，而在非受限相中库仑描述最好;最后的结果与解析计算一致。令人惊讶的是，在非阿贝尔理论中，库仑描述在希格斯和受限相中都更好。这表明两种理论中通量管的宽度有显著差异。
2008-03-16 hep-lat hep-ph hep-th
Scalar Portal Verifiable Light Dark Matter and Correlated Gravitational Wave Signatures
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Indian Institute of Technology Goa（印度理工学院果阿分校）
针对轻暗物质的热不足与CMB约束问题，提出含类矢量费米子的标量门户模型，利用BBN前刚性流体主导的非标准宇宙学解决遗迹密度问题，建立粒子参数与引力波信号的关联。
2026-09-03 hep-ph
Probing the scale of grand unification with gravitational waves
U（1）_B-L在大统一尺度下的自发破缺可以同时解释混合暴胀、稀薄生成和中性伴暗物质，从而在一个预测框架内解决粒子物理和宇宙学的三大难题。B-L相变也导致宇宙弦的网络。如果强相互作用和电弱相互作用统一在SO（10）规范群中，U（1）_B-L作为子群，则这些弦是亚稳的。在这种情况下，它们产生了一种随机的引力波背景，这种背景避开了当前脉冲星的时间界限，但在干涉仪频率上具有振幅为h^2Ω_GW ~ 10^-8的平坦频谱。因此，正在进行的和未来的LIGO观测将探测B-L破裂的规模。
2020-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the Early Universe with Axion Physics and Gravitational Waves
我们显示的预期达到的实验网络，正在全球范围内建立的目的是检测“看不见的”轴子，在光的非标准的宇宙热历史的结果。假设轴子是暗物质，我们讨论了达到一个成功的检测由一个特定的轴子质量窗口的原始核合成发生之前的宇宙学背景的不同修改的给定的实验设置。无论是在目前的冷轴子的能量预算的情况下，通过真空重新排列机制单独产生，或在轴子弦也提供了额外的贡献的轴子能量密度的情况下，结果。我们还表明，在某些宇宙学模型中，来自轴子弦网络的引力波谱将在未来的探测器网络（如LISA和DECIGO-BBO）的范围内。我们的结论是，描述早期宇宙的一些场景可以探测联合的实验努力轴子探测和重力波多信使天文学。
2019-06-14 astro-ph.CO hep-ph
Enhanced Matter Power Spectrum from Axion Kination after Big Bang Nucleosynthesis
本研究提出两种轴子模型，可在BBN到复合期实现先物质主导后动能主导阶段，经早期宇宙观测验证可行，且能在小尺度上产生不同形态的物质功率谱增强，为结构形成研究提供新方向。
2025-10-01 astro-ph.CO hep-ph
Probing Minimal Grand Unification through Gravitational Waves, Proton Decay, and Fermion Masses
本研究结合脉冲星计时阵列的纳赫兹引力波观测线索，联合费米子质量、规范耦合统一与质子衰变约束，发现最小SO(10)大统一理论的参数空间将被极度限制，且该模型可被未来引力波天文台全面检验。
2023-03-29 hep-ph
Probing The Structure of Space-Time with Cosmic Rays
研究宇宙射线（CR's）与普适漫射背景辐射的相互作用可以对狭义相对论的有效性提供非常严格的检验。我们考虑的相互作用是那些具有明确定义的能量阈值的相互作用，其能量位置可以根据狭义相对论来预测。我们认为，这些阈值的存在的实验确认可以在原则上提出非常严格的限制尺度上的狭义相对论和/或时空的连续性可能会打破。
2000-06-01 astro-ph gr-qc hep-ph
Probing Models of Quantum Decoherence in Particle Physics and Cosmology
在这篇评论中，我们首先讨论了弦理论的动机诱导退相干和偏离普通量子力学行为，这导致内在CPT违反的背景下，扩展类的量子引力模型。然后，我们继续描述CPT对称性和量子力学的精度测试，主要使用中性K介子和中微子。我们还强调了中性介子工厂在提供量子力学CPT算子定义不明确的模型的特定测试中可能发挥的独特作用，从而导致对Einstein-Podolsky-Rosen粒子修正器的修改。最后，我们讨论了在宇宙学背景下的退相干实验探测，包括在非临界（非平衡）弦论的背景下的暗能量耗散弛豫模型的研究和相关的修改玻尔兹曼方程的物种丰度的演变。
2006-12-15 hep-ph
Neutrinos And Big Bang Nucleosynthesis
早期宇宙提供了一个独特的实验室，用于探索粒子物理学，特别是中微子物理学的前沿。在宇宙演化的最初几分钟内产生的残余核的原始丰度取决于电子中微子（通过中子和质子（以及电子、正电子和中微子）之间的带电流弱相互作用），也取决于各种中微子（通过它们对调节宇宙膨胀率的总能量密度的贡献）。后者的贡献也在确定大约40万年后宇宙背景辐射（CBR）上的温度波动光谱方面发挥了作用。使用氘作为气压计和氦-4作为计时器，BBN和CBR的预测与观测结果进行了比较。粒子物理学和宇宙学的标准模型的成功，以及挑战被确定。虽然系统的不确定性可能是当前一些紧张局势的根源，但这些数据可能正在为新物理学指明方向。特别是，BBN和CBR被用来解决遗留中微子是否在早期宇宙中被完全填充的问题，并限制可能隐藏在中微子中的任何轻子不对称性的大小。
2005-01-12 astro-ph hep-ph
