The Inflaton that Could : Primordial Black Holes and Second Order Gravitational Waves from Tachyonic Instability induced in Higgs-$R^2$ Inflation
希格斯粒子自耦合的运行可能导致早期宇宙学中的许多现象。在本文中,我们介绍了一种情况下,希格斯运行诱导转弯的轨迹通过一个区域的快子质量,导致时间的快子增长的曲率功率谱。希格斯粒子引起的这种效应留下了原始黑洞和随机引力波形式的现象,拟议中的GW天文台将能够在不久的将来进行探测。
2022-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stretching the Inflaton Potential with Kinetic Energy
当暴胀拉格朗日量中包含非局部导数算子时,研究了势能最大值附近的暴胀。这样的条款可能会给这个领域带来额外的摩擦源。对于任意的时空几何,这些效应可以用局部场论来量化,场论的势在转折点附近的曲率被强烈抑制。这意味着一个缓慢膨胀的延长阶段可以用太陡而不能驱动准指数膨胀的势来实现。我们在p-adic弦论的背景下说明了这种机制。
2007-03-01 astro-ph gr-qc hep-th
Minimal Preheating
本文研究了inflation后由Hubble参数振荡引起的轻标量场诱导粒子产生,给出了inflaton凝聚体到粒子激发能量转移效率的模型无关下界。
2023-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Classical and Quantum Inflaton: the Precise Inflationary Potential and Quantum Inflaton Decay after WMAP
我们澄清经典暴胀子模型,考虑他们作为有效场论`a la Ginzburg-Landau。在这种方法中,排除纯φ ^4势的WMAP声明意味着在m ~ 10^{13}GeV尺度下暴胀子质量项的存在。以统一的方式研究了混沌、新的和混合暴胀模型。在所有情况下,暴胀子势都具有V(φ)=m^2 M_{Pl} ^2 v的形式(phi/ M_{Pl}),其中v(varphi)中的所有系数都是一阶的,如果这种势对应于超对称破缺,则susy标度为sqrt{m M_{Pl} }~10^{16}GeV,这与大统一理论标度相一致.对于红色倾斜谱,新暴胀倾向于出现,而对于蓝色倾斜谱,混合暴胀则是最好的选择.在这两种情况下,我们都得到了暴胀子质量与张量/标量比r和标量谱指数ns的解析关系式:10^6 m/ M_{Pl} = 127 sqrt{r| 1-n_s|其中数值系数遵循WMAP幅度。我们回顾了暴胀过程中的量子现象,这些现象对CMB各向异性和偏振中的相关观测量有贡献,重点讨论了暴胀子的衰变.暴胀子与标度不变功率谱的偏离由一个小参数Δ来度量. Δ也调节红外发散.在慢卷暴胀中,Δ是慢卷参数的简单函数.在暴胀膨胀中,量子涨落可以通过闵可夫斯基所禁止的过程自衰减。我们计算了慢滚过程中暴胀子量子涨落的自衰减:超视界涨落在共形时间内以eta^{Gamma}形式衰减,其中新的标度维数Gamma用振幅、n_s和r表示。我们…
2005-03-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Anatomy of geometrical destabilization of inflation
我们研究几何不稳定的通货膨胀的目的是确定的命运激发不稳定模式。我们使用数值格子模拟来跟踪暴胀子和观众场的动态。我们发现,几何不稳定是一个短暂的现象,一个负反馈回路防止场波动无限增长。因此,经历几何不稳定的场仅仅被转移到一个新的经典配置,对应于哈勃补丁内的观众场的均匀值。
2022-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phenomenology of a Pseudo-Scalar Inflaton: Naturally Large Nongaussianity
混沌暴胀的许多受控实现都使用了伪标量轴子。伪标量场通过c \tilde{F}自然地耦合到规范场。在这种耦合存在下,规范场量子大量地由滚动暴胀子产生。产生的规范量子,反过来,通过逆衰变的源暴胀子波动。这些新的宇宙学扰动与“真空”扰动不相干地叠加,并且是高度非高斯的。这提供了一个自然的机制,以产生大的非高斯性在单场或多场慢卷膨胀。由此产生的现象学签名是非常独特的:大的非高斯(近)等边形状,除了可检测到的大值的标量谱倾斜和张量标量比(都是典型的大场膨胀)。WMAP对非高斯性的约束意味着赝标暴胀子与任何规范场的耦合c必须小于10^{2} M_p^{-1}。
2011-02-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Parity violation in the Cosmic Microwave Background from a pseudoscalar inflaton
如果暴胀子是赝标量,那么它自然地通过与$F_{μν} \tilde{F}^{μν}$的类轴子耦合与规范场相互作用。通过这种耦合,滚动暴胀子产生了规范场的量子,这些量子又产生了度规扰动的张量分量。由于系统的宇称违反性质,右手和左手张量模式具有不同的振幅。这种不对称性在宇宙微波背景(CMB)中表现为TB和EB关联函数的非零性。我们计算的宇称违反张量模式的振幅,我们讨论了两种情况下,符合当前的数据,宇称违反CMB关联函数将在未来的实验中检测。
2011-06-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation without Inflaton: A Model for Dark Energy
利用非对易量子力学和泊松流形变形的类比,研究了宇宙中两个初始因果不连通区域之间的相互作用。这些因果断开的区域由两个独立的Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker(FLRW)度规控制,分别具有尺度因子$a$和$b$以及宇宙学常数$Λ_a$和$Λ_b$。因果关系是通过设定一个非平凡的泊松括号$[ {\cal P}_α, {\cal P}_β ] =ε_{αβ}\fracκ{G}$来开启的,其中$G$是牛顿的引力常数,$κ$是一个无量纲参数。假设变形泊松括号有一个解释的3-上循环,异常和泊松流形。修正后的FLRW方程获得了一个能量动量张量,由此我们明确地得到了状态方程参数。数值求解了修正的FLRW方程,得到的解是暴胀的还是振荡的,取决于$κ$的值。在该模型中,加速和减速状态可以是周期性的。状态方程的分析清楚地表明了暗能量的存在。利用完备性,研究了$κ\ll1 $的摄动解.
2017-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological solutions from models with unified dark energy and dark matter and with inflaton field
近年来,很少有人提出具有非黎曼体积形式的宇宙学模型。在这篇文章中,我们使用Ia型超新星的实验数据来测试这些模型之一,它提供了一个统一的描述通过动态产生的宇宙学常数和暗物质作为“尘埃”流体由于一个隐藏的非线性诺特对称性的暗能量。事实证明,该模型允许未来宇宙演化的各种场景,同时完美地拟合了当代观测数据。此外,我们研究了一个额外的暴胀子场的影响与一个台阶状的潜力。在它的帮助下,我们可以无缝地再现宇宙暴胀时代、物质主导时代并呈现加速膨胀。有趣的是,暴胀子在其演化过程中经历有限的变化。可以推测暴胀子的渐近值与希格斯场的真空期望值有关。
2018-05-18 gr-qc hep-th
Dark matter and dark energy from pockets of gravity created by quantum tunneling of the inflaton potential
通常假定在暴胀的再加热期间暴胀子场的行为是相干的,并遵循经典路径.本文指出,背景暴胀子场沿势密度V(?)下降时,可以而且经常会经历能量\DeltaV <<V的量子隧穿效应,从而有可能产生微扰暴胀子,而微扰暴胀子又反过来,可以分解成其他粒子。我们认为,这种情况下,使用大的领域的通货膨胀假设在一个典型的慢滚制度,并与隧道效应相关的物理量的典型值。它示出了如何,作为这些高能量和本地化的过程的结果,度量的组件在一个小体积内接收强梯度。这些引力袋既可以吸引引力,也可以排斥引力,因为里奇张量包含正号或负号的平方偏导数项,所以它们可能是暗物质或暗能量的一个组成部分。随着宇宙的膨胀,口袋的曲率减弱为1/a^2,其中a(t)是膨胀的比例因子,但它表明,只要对口袋的引力引力场的积分是对口袋的所有膨胀体积进行的,积分的值就不受膨胀的影响。从几何学上讲,口袋的引力是由它内部的度规的卷积产生的;随着宇宙膨胀,卷积是在一个大得多的体积上进行的,所以它们是平坦的,但是在更大体积上的积分给出了与膨胀前相同的结果。这只是同一几何体的尺度变化。暗物质和暗能量的一个共同原因(暴胀子量子隧穿)解释了为什么它们的数量是相同的数量级。
2013-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Features of heavy physics in the CMB power spectrum
在多场暴胀模型中计算原始功率谱需要我们正确地考虑视界穿越前后绝热和非绝热模之间的所有相关相互作用。一个具体的复杂性来自衍生物的相互作用引起的曲线轨迹的暴胀子在多维场空间。在这项工作中,我们计算的功率谱在一般的多场模型,并表明,某些暴胀子轨迹可能会导致观测上显着的印记的“重”物理的原始功率谱,如果暴胀子轨迹转向,也就是说,穿越一个弯曲,足够快(不中断慢滚),即使在正常模式的情况下,有质量接近我们的理论的截止。我们强调,转向定义相对于测地线的西格玛模型度量,无论这是典型的或非平凡的。印记一般采取功率谱上的阻尼叠加振荡的形式。在双场模型的特殊情况下,如果其中一个场的质量足够大,与暴胀的尺度相比,我们能够计算出一个有效的低能量理论,用于绝热模式,封装了完整的多场动力学的某些相关算子。正如预期的那样,这种有效理论的一个特殊特征是绝热模式的修改后的声速,它是背景暴胀子轨迹和暴胀过程中穿越的转弯的函数。因此,此外,我们期望非高斯签名与功率谱中印记的特征直接相关。
2011-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
(P)reheating after minimal Plateau Inflation and constraints from CMB
研究了一类考虑暴胀子$(χ)$与再加热场$(ϕ)$之间的四脚相互作用项$(1/2)g^2ϕ^2χ^2$的平台暴胀模型的预热相.我们特别关注的参数$ϕ_*$,控制通货膨胀的动力学和形状的暴胀潜力的影响。对于$ϕ_* < M_p$,暴胀子势偏离通常的幂律行为$ϕ^n$显著地改变了预热动力学的微观行为。对于两个不同的$ϕ_*$值,我们使用$n=2,4,6$分析和比较了所考虑的不同模型的产生效率、热化效率和系统的最终状态方程。最重要的是,当我们增加$n$或减少$ϕ_*$时,预热非常有效地发生,最终的状态方程是辐射的状态方程,$w=1/3$。特别是对于$n=2$,最终的状态方程为$w\simeq 0.2$。然而,一个完整的衰变的暴胀子不能实现与四腿相互作用的任何模型正在考虑。因此,为了完成再加热过程,我们对再加热阶段的第二阶段进行了微扰分析。以最终产品的预热阶段作为初始条件,我们已经解决了齐次玻尔兹曼方程的两个字段补充的约束来自随后的熵守恒。这样,我们就可以计算出预热结束后的再加热温度,否则再加热温度是不明确的。对于给定的暴胀子衰变常数和CMB温度,温度可以是唯一固定的。我们还将所得结果与传统的再热约束分析进行了比较,并从场论的角度讨论了暴胀子衰变常数的极限。
2019-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A new mechanism of realizing inflationary universe with recourse to backreaction of quantized free fields -- Inflation without inflaton --
结果表明,早期宇宙的暴胀时代是由于量子化物质场的逆反应效应而实现的。事实上,我们从量子化弗里德曼-罗伯逊-沃克时空中的自由标量场开始,场在质量势的底部以量子力学的方式波动。然后,我们得到的标量场的能量密度的真空期望值作为宇宙的标度因子$a(t)$的函数。把它代入爱因斯坦方程,就建立了一个自洽的方程,在这个方程中,物质场决定了宇宙的时间演化。我们通过设置一些条件来求解这个方程,得到如下解:宇宙以e-折叠数$\gtrsim 60$膨胀,然后以哈勃参数$H(t)$减小并迅速趋于零的方式收缩。
2014-10-31 gr-qc hep-th
On the Topology of the Inflaton Field in Minimal Supergravity Models
我们认为全球最小的超引力模型中出现一个单一的领域暴胀子潜在的问题。在一种特殊情况下,我们再现了斯塔罗宾斯基模型及其对偶于R+R^2超引力的描述。为了明确起见,我们把分析限制在常曲率的空间中,要么为零,要么为负。五个不同的模型出现,两个平面模型分别与二次和四次潜力和三个基于SU(1,1)/U(1)空间,其独特的等距,椭圆,双曲和抛物线规范。费耶特-伊利奥普洛斯项是以几何方式引入的,事实证明,它们是描述斯塔罗宾斯基模型的德西特暴胀阶段的关键因素。
2013-11-20 gr-qc hep-ph hep-th
Reheating and Dark Radiation after Fibre Inflation
我们研究微扰再加热在年底的纤维通货膨胀的膨胀是一个封闭的弦模与Starobinsky的潜力。我们首先推导出谱指数$n_s$和张量标量比$r$作为折叠数和控制慢辊破碎校正的参数$R$的函数。然后,我们计算的暴胀子耦合和衰变率到超轻散装轴子和可见的部门领域的D7膜包装的暴胀子因子。这导致$10^{10}$ GeV量级的再加热温度,其需要$52$折叠。超轻轴子有助于暗辐射,即使$ΔN_{\rm eff}$在可见扇区D7栈支持非零规范通量的一般情况下几乎可以忽略不计。如果参数$R$选择得足够小,那么$n_s\simeq 0.965$与当前观测完全一致,而$r$则是$r\simeq 0.007$阶。相反,如果暴胀子除数上的通量被关闭,则当用作普朗克数据的先验时,需要$n_s\simeq 0.99$的$ΔN_{\rm eff}\lesssim 0.6$。在固定$R$以获得这样的$n_s$值之后,原始重力波比$r\simeq 0.01$大。
2019-03-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological evolution in a two-brane warped geometry model
我们研究了一个有效的四维标量张量场论,起源于一个基本的膜体弯曲几何,探索暴胀的情况。它表明,暴胀子的潜力自然出现从radion能量动量张量,这反过来又导致到宇宙的可见膜上的暴胀模型,这是符合最近的结果从普朗克实验。从膨胀滚动条件的模量稳定的动力学证明。我们的研究结果的背景下,最近的BICEP2结果的影响进行了讨论。
2014-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Features in the Inflaton Potential and the Spectrum of Cosmological Perturbations
本文回顾暴胀子势中拐点、陡台阶及场空间轨迹急转弯三类特征,揭示其在小尺度上增强曲率谱并产生可观测次级引力波振荡印记的机制,并通过α吸引子和超引力模型计算原初功率谱与原初黑洞丰度加以验证。
2024-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter as an Inflationary Relic in Warm Inflation
Institute for Basic Science (IBS)(基础科学研究院);Ashoka University(阿肖卡大学);Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学间天体物理中心)
研究表明暖暴胀结束后,强耗散过程迅速减弱,残留的暴胀子凝聚体演化为冷暗物质,其质量由观测暗物质丰度确定为约0.02 MeV。
2026-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Clarifying Inflation Models: the Precise Inflationary Potential from Effective Field Theory and the WMAP data
我们把暴胀子模型看作是符合Ginzburg-Landau精神的有效场论,用这种新的方法,从现有的WMAP数据中构造出暴胀势的精确形式,并准备了一个有用的方案来面对即将到来的数据。在这种方法中,排除了纯φ ^4势的WMAP声明意味着在m sim 10^{13}GeV的尺度上存在暴胀子质量项。统一研究了混沌、新暴涨和混合暴涨。在所有情况下,暴胀子势的形式都是V(phi)= m^2 M_{Pl} ^2 v(phi/ M_{Pl}),其中多项式v(x)中的所有系数都是一阶的。如果这种势对应于超对称性破缺,则超对称性破缺标度为sqrt{m M_{Pl} } \sim 10^{16}GeV,这与大统一理论标度相吻合.因此暴胀子的质量可以用一个跷跷板式m sim M_{GUT} ^2/ M_{Pl}给出。观测量变成两个值函数:一个分支对应于新膨胀,另一个分支对应于混沌膨胀,分支点是纯二次势;对于红色倾斜谱,最适合当前数据的势是一个带负二次项的三项式多项式,为即将到来的数据做好准备(新膨胀);对于蓝色倾斜谱,混合膨胀成为最佳选择.在这两种情况下,我们都找到了暴胀子质量与张量/标量扰动之比r和标量扰动的谱指数ns之间的关系式:10^6 m/ M_{Pl} = 127 sqrt{r| 1-n_s|} ;(系数127来自WMAP振幅。讨论了对弦论的影响。
2005-05-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Rapid-turn inflation in supergravity is rare and tachyonic
多场暴胀中的强非测地线或快速转弯的轨道最近从理论和唯象的角度引起了人们的极大兴趣。在文献中,大多数具有大转向率的模型都是用有效场论来表示的。在本文中,我们研究了超引力中的快速暴胀,作为理解弦论中暴胀的第一步。我们发现,大转弯率可以产生在广泛的一类模型,在高场空间曲率的成本。在这些模型中,虽然暴胀轨迹是稳定的,但一个海森本征值总是快子的,并且在哈勃单位中很大。因此,这些模型满足沿着暴胀轨迹的德西特沼泽地猜想。然而,高曲率强调了在现实弦理论模型中获得快速暴胀的困难。顺便说一下,我们重新审视了多场慢卷暴胀中的$η$问题,并表明它不会出现,因为暴胀子$ϕ^i$都可以比哈勃尺度$|m_i|/H>1$,$\forall\, i$更重(绝对值)。
2021-11-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Moduli inflation from modular flavor symmetries
提出一种由模味对称性控制的慢滚暴胀模型,利用与模形式耦合的稳定子场产生暴胀势,并通过模形式修正Kähler势获得平坦方向,模型符合观测且可类似α-attractor。
2023-06-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on Inflaton Higgs Field Couplings
本文通过半解析和数值方法约束暴胀子-希格斯耦合,确保再加热期间希格斯场稳定,给出耦合系数上限及再加热温度上限,并利用德西特涨落给出耦合下限。
2023-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Cosmological Constant as a Ghost of Inflaton
宇宙学常数(术语)是目前已知的说明宇宙加速膨胀的最简单方法。然而,由于/尽管其简单的外观,有很多混乱围绕其本质。多年来,理论家们一直在问这样一个问题:有没有一种机制可以解释这个术语?它到底是一个常数还是一个变量?此外,我们似乎在暴胀理论和加速膨胀理论之间制造了一道巨大的鸿沟。我们能消除这种令人不安的不连续性吗?摘要在这篇论文中,我们将从暴胀的一开始就看到宇宙的成长。为了简化我们的讨论,我们将简要地“关闭”真实和暗物质的影响,并将使用具有时变暴胀子势V(phi,t)的暴胀子(经典标量场)动力学作为屏幕来观察这个过程。在此基础上,我们提出了一种求解比例因子R(t)的非传统方法,它只依赖于φ '(t)^2,并发现在动力学暴胀子φ'(t)静止后,R”(t)/R(t)将为常数.这个结果可以唯象地看作是有效的宇宙学常数。此外,我们还将“重建”V(phi,t),了解它的演化过程,然后根据V(phi,t)和phi '(t)^2之间的关系,就有可能顺利地描述宇宙从暴胀时代开始的整个演化过程。因此,我们的发现的含义将意味着理论之间的鸿沟将消失。最后,我们还将看到该公式如何为解决新旧宇宙学常数问题以及更多其他问题提供一个框架。
2011-04-05 gr-qc hep-th
BICEP2, the curvature perturbation and supersymmetry
BICEP 2发现的张量分数$r\simeq 0.16$对应于膨胀期间的哈勃参数$H\simeq 1.0\times 10^{14}\GeV$。这对(单场)慢卷暴胀假说有两个含义。首先,暴胀子扰动必须比曲率扰动$ζ$的$10\%$更能说明问题,除非进行微调,这意味着它几乎能说明所有问题。因此,生成$ζ$的类曲率机制需要一种替代慢滚的方法,例如k-暴胀。第二,在慢卷暴胀下,暴胀子场的漂移至少是普朗克尺度。因此,暴胀子的平坦性大概需要一个位移对称性。我指出,如果是这样的话,所得到的势可能至少近似于Linde在1983年提出的二次型,已知它与观测到的$r$以及观测到的谱指数$\ns$是相容的。移位对称性不需要超对称性。此外,大$H$可能通过恢复对称性和产生致命的宇宙弦来排除大统一理论。大统一理论的缺失相当于标准模型粒子的超伴体的缺失,而这种超伴体在大型强子对撞机上还没有被发现。因此,大自然选择的量子场论似乎很可能不是超对称的。
2014-08-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining scalar-Gauss-Bonnet Inflation by Reheating, Unitarity and PLANCK
根据普朗克数据,我们重新详细讨论了高斯-博内引力与标量函数耦合的理论的暴胀动力学。考虑到混沌暴胀的情况,我们用当前的普朗克数据约束了两个暴胀-高斯-邦纳耦合模型的参数。对于非零的暴胀子-高斯-博内耦合$β$,暴胀分析在$(m,β)$空间中提供了一个大的宇宙学可行区域,其中$m$是暴胀子的质量.然而,我们进一步研究的约束$β$所产生的再加热的考虑和幺正性的树级振幅涉及我们已经研究了$β$的约束所产生的再加热的考虑和幺正性的树级振幅涉及$2$引力子$\rightarrow 2$引力子($h h\rightarrow hh$)散射。我们的分析,特别是对再加热显着减少了所有模型的$(m,β)$的参数空间。二次Gauss-Bonnet耦合参数比线性耦合参数受到更强的约束。对于线性Gauss-Bonnet耦合函数,我们得到了$β\lesssim 10^3$,条件为$β(m/M_P)^2 \simeq 10^{-4}$ .然而,在高斯-邦纳项存在的情况下研究希格斯暴胀的情况被证明是非常不利的。
2017-02-06 gr-qc hep-th
Reviving chaotic inflation with fermion production: a supergravity model
暴胀期间的粒子产生过程可以增加标量度规扰动的幅度。我们表明,这样的机制可以自然地出现在超引力模型中的轴子样的领域,其潜力是由monodromy,驱动大型领域的通货膨胀。在这类模型中,人们通常期望对超势的类似瞬子的修正。我们表明,通过推导超重力模型中的运动方程与稳定器,这种修正产生的暴胀子和它的超伙伴之间的相互作用。这个暴胀子-暴胀子相互作用项是快速振荡的,并且可以在暴胀期间导致大量的费米子产生,填充费米球直到比哈勃参数大得多的动量。反过来,这些费米子产生暴胀子涨落,增加它们的振幅,并有效地降低模型的张量标量比,如[1,2]所讨论的。这使得,特别是,使模型的暴胀子潜力是二次(加上可忽略不计的小瞬子修正),以符合所有现有的观察。
2021-01-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Black Holes from Thermal Inflation
我们提出了一种产生原始黑洞(PBH)的新机制。该机制是基于一个时期的热膨胀,其次是快速滚动膨胀,由于快子质量的秩序哈勃尺度。当热膨胀势由凸变凹时,在热膨胀结束时会产生大的扰动。当相关尺度重新进入视界时,这些扰动可导致PBH的大量产生。我们表明,这样的PBH可以自然地解释宇宙中观察到的暗物质时,热膨胀的质量约为$10^6\,$ GeV和它的耦合到热浴预先存在的后期膨胀是统一的顺序。我们还考虑了形成超大质量黑洞种子的可能性。在这种情况下,我们发现热暴胀子的质量约为$1\,$ GeV,但它的耦合必须非常小,$\sim 10^{-7}$。最后,我们研究了我们的机制,通过运行质量模型的具体实现。
2019-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
$R^2$--Inflation Derived from 4d Strings, the Role of the Dilaton, and Turning the Swampland into a Mirage
本研究基于含类Starobinsky暴胀的超弦模型,证明弦伸缩子可稳定sgoldstino方向,还构造出弦论暴胀势,说明高阶$α'$修正可产生暴胀能标并规避大距离沼泽地猜想。
2025-09-02 hep-th
Perturbative unitarity in quasi-single field inflation
我们研究了具有暴胀子和一个质量标量的准单场暴胀的微扰么正性的含义。分析高能散射,我们表明,非高斯性与$|f_{\rm NL}|\gtrsim1$不能实现,而不打开的相互作用,违反在高能量标度的么正性。然后,我们提供了一个$f_{\rm NL}$和新的物理,是紫外线完成所需的规模之间的关系。特别是在Hubble尺度$H\gtrsim 6\times 10^{9}$ GeV下,Planck压缩算符容易产生过大的非高斯性,如果不引入抑制量子引力修正的机制,很难实现成功的准单场暴胀.我们还将分析推广到等曲率模较重且暴胀动力学由暴胀子有效理论捕获的区域。在要求含有暴胀子和一个重标量的双标量UV模型具有微扰么正性的条件下,我们阐明了UV可由一个重标量完备的$P(X,ϕ)$模型的参数空间.
2021-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Subcritical hybrid inflation in a generalized superconformal model
我们研究了一个广义超共形模型,它产生了一个次临界的$D$ -长期混合通货膨胀制度。将该模型分别在约当标架和爱因斯坦标架中进行展示,在爱因斯坦标架中导出了亚临界区的有效势。事实证明,暴胀子瀑布场动力学导致各种类型的暴胀子势。因此,张量标量比的范围从$10^{-4}$($10^{-3}$)到$0.1$,在膨胀结束前得到60(50)$e$ -倍。
2022-01-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Quasi-Single Field Inflation and Non-Gaussianities
在准单场暴胀模型中,与暴胀子耦合的质量为哈勃参数量级的大质量等曲率模对密度扰动,特别是非高斯扰动有重要影响。我们研究了一个简单的例子,准单场暴胀的转向暴胀子的轨迹。大双谱与一个参数家庭的新的形状出现,躺在著名的本地和等边形状之间。三光谱也可以非常大,其幅度tNL可以比fNL的平方大得多。
2010-04-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Curvature Perturbation Spectrum in Two-field Inflation with a Turning Trajectory
我们重新审视了一个双分量暴胀子模型,在场空间中有一个转弯的轨迹,场沿着轨迹缓慢地向下滚动。我们考虑的情况下,在垂直于轨迹的方向上,即等曲率方向的有效质量,是相同的顺序或比哈勃参数大得多。在小转弯角速度的假设下,解析计算了等曲率扰动对曲率扰动功率谱的修正,并与数值计算结果进行了比较。特别是,当M_{eff} ^2>>H^2时,我们发现它与M_{eff} ^{-2}成正比。这个结果与以前用有效场论方法得到的结果是一致的。
2012-11-08 astro-ph.CO hep-th
Cosmology in theories with spontaneous scalarization of neutron stars
在Damour和Esposite-Farese提出的中子星自发标量化模型中,广义相对论分支变得不稳定,从而引发标量场$ϕ$向标量化分支的快速增长.应用这种情况下的宇宙学,有致命的快子不稳定性的$ϕ$膨胀和物质的主导地位是不兼容的太阳系约束今天的字段值$ϕ_0$。在$ϕ$和暴胀子场$χ$之间存在四点耦合$g^2 ϕ^2 χ^2/2$的情况下,安森等人认为,正质量的平方大于哈勃膨胀率的平方,导致暴胀期间$ϕ$的指数抑制,并且即使在辐射主导时期之后$ϕ$增长,$ϕ_0$也可以保持很小。对于几种近似为$V(χ)=m^2 χ^2/2$的暴胀子势,我们详细研究了$ϕ$在再加热过程中以及其他宇宙学时期的动力学行为。对于一定范围的耦合$g$,均匀场$ϕ$可以在暴胀子的相干振荡过程中被参数共振放大。在Hartree近似下计算产生的粒子的逆反应,在预热过程中达到的最大值$ϕ$明显小于没有逆反应时得到的值。我们还发现,$g$符合太阳系边界上的$ϕ$在再加热结束时的最小值的顺序为$10^{-5}$,因此有一个广泛的可接受的值的$g$。因此,Anson等人提出的方案自然导致$ϕ$的可行宇宙学演化与局部引力约束一致,而不修改标量化中子星的性质。
2023-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large-Field Inflation and the Cosmological Collider
本研究指出大场暴胀的超普朗克场程会使旁观者场产生尺度依赖性,并在原初双谱中留下可探测的宇宙学对撞机信号。
2022-04-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Linking Starobinsky-Type Inflation in no-Scale Supergravity to MSSM
在最小超对称标准模型(MSSM)的适度扩展下,给出了Starobinsky暴胀模型的一种新实现。我们提出的超势是由连续的R和Z_2离散对称唯一确定的,而Kahler势也服从无标度型SU(54,1)/SU(54)xU(1)_RxZ_2对称。暴胀子具有类希格斯模,其真空期望值控制引力强度。由于暴胀子和里奇标量曲率之间有足够强的耦合(包含参数cT),即使暴胀子的次普朗克值cT>76,也可以实现暴胀,相应的有效理论在普朗克尺度下都是有效的。暴胀观测结果与目前的数据一致,暴胀子的质量被预测为3 × 10^13 GeV。在一个相对较小的超势耦合常数的代价下,该模型也提供了解决MSSM的μ问题。用三个右手中微子补充MSSM,我们发现暴胀子和MSSM中粒子含量之间自发产生的耦合不仅确保了足够低的再加热温度,而且支持了一种与重约10^4 GeV的引力子的中微子振荡参数一致的非热轻子生成的假设。
2017-07-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Double inflation via non-minimally coupled spectator
我们认为,双重通货膨胀可能会发生时,观众场是非最低限度地耦合到重力。作为一个具体的例子,我们研究了一个两场暴胀模型,其中初始观众场与引力是非最小耦合的,而初始暴胀子场是最小耦合的。非最小耦合导致观众场的增长,进而在参数空间的重要区域中驱动第二阶段的膨胀。起源于观众场源绝热的等曲率波动,因此观众的非最小耦合可以修改暴胀预测的光谱指数和张量标量比,即使初始暴胀子场是最低限度地耦合到重力。我们明确地表明,二次混沌膨胀可以成为可行的观众非最小耦合的引入。
2022-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large non-Gaussianities with Intermediate Shapes from Quasi-Single Field Inflation
我们研究了慢卷暴胀模型,其中暴胀子沿着其正交方向被质量为哈勃参数的势提升的轨道慢卷。在这些模型中,一旦暴胀子轨迹转向,通过从等曲率模式到曲率模式的转换可以产生大的非高斯性。我们发现大双谱与一个参数家庭的新颖的形状,插值之间的等边和当地的形状。根据内-内形式主义,这些非高斯性的形状不同于来自等曲率非高斯关联函数的简单投影。
2010-03-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Unified Gauge Models and One-Loop Quantum Cosmology
本文研究了在deSitter背景下,考虑各种统一规范模型时,宇宙单圈波函数的可正规化判据。结果表明,在暴胀子场与其它物质场不存在相互作用的情况下,这种统一模型的超对称形式更可取。相比之下,暴胀子和物质场的相互作用,加上单圈阶规范化的要求,挑选出统一规范模型的非超对称版本。
1996-09-23 hep-th
The quantum inflaton, primordial perturbations and CMB fluctuations
我们计算了由量子场暴胀引起的原初标量、矢量和张量度规微扰。量子场暴胀考虑了暴胀子的非微扰量子动力学与(经典)宇宙学度规动力学的一致耦合。对于混沌暴胀,量子处理避免了所有能量处于零模式的初始状态的不自然要求。对于新的通货膨胀,它允许一个一致的治疗的爆炸性粒子的生产,由于亚稳不稳定性。量子场暴胀(在量子模拟慢滚的条件下)在演化时导致凝聚态的形成,开始了有效的经典暴胀状态。我们计算的原始微扰考虑占主导地位的量子效应。标量、矢量和张量原始微扰的结果用经典暴胀结果表示。对于O(N)对称模型中的N分量场,绝热涨落占主导地位,而等曲率或熵涨落可以忽略不计。计算结果与当前WMAP的观测结果一致,并预测了经典暴胀对功率谱的修正,修正量约为m^2/[NH^2],其中m为暴胀子质量,H为视界交叉处的哈勃常数.在与宇宙学相关的尺度上,这一比例约为4%。这种对暴胀的量子场处理为经典暴胀提供了基础,并允许计算对它的量子修正。
2004-09-02 astro-ph gr-qc hep-ph
Steep Eternal Inflation and the Swampland
我调查是否永恒的通货膨胀是可能的,当暴胀子最初旅行上坡标量势,并不可避免地达到一个转折点,其经典动能瞬间消失。无论电位斜率的陡度如何,都会发生这种行为。这种陡峭的永恒暴胀,如果实现了,将满足最近的沼泽地猜想,并允许在弦景观中的永恒暴胀。
2018-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Single Field Inflation in Supergravity with a $U(1)$ Gauge Symmetry
分析了基于超引力模型的单场暴胀,该模型具有平移对称性和MSSM的$U(1)$扩展。我们证明了两个$U(1)$带电标量场的实分量之一具有类似于“新混沌暴胀”情形的有效标量势,起暴胀子的作用.研究了非反常和反常(带Fayet-Iliopoulos项)$U(1)$。我们表明,非异常的$U(1)$方案是一致的宇宙微波背景和最近的天体物理测量数据。考虑$U(1)$ {和} $U(1)_{B-L}$之间可能的动力学混合,以允许暴胀子的自然衰变通道,从而导致再加热时期。因此,再加热温度的上限有利于中间($\sim {\cal O}(10^{13})$ GeV)尺度的$B-L$对称性破缺。
2015-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Enlarging the Space of Viable Inflation Models: A Slingshot Mechanism
一个给定的暴胀模型的可行性不仅取决于暴胀子势的形式,而且取决于暴胀子场的初始组态。在许多模型中,场的构形虽然在其他方面是有很好的动机的,但却不能引起暴胀,或者不能产生一个持续时间足以解决视界和平坦性问题的暴胀时期。在本文中,我们提出了一种机制,使通货膨胀发生,即使在这样的初始条件。我们的机制涉及到多个标量场,经历了一个依赖于时间的混合。这反过来又导致“再过阻尼”阶段以及参数共振,它们一起将暴胀子场从参数空间中不引起暴胀的区域“弹射”到引起暴胀的区域。我们的机制是灵活的、动态的,能够产生一个足够长时间的暴胀时期。因此,这种弹弓机制可以在各种环境中使用,从而扩大了潜在可行的通货膨胀模型的空间。
2019-10-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Addendum to "Ultraviolet behaviour of Higgs inflation models"
本文是对[1]的补充。本文推广了任意暴胀子背景$\barϕ_1$中壳层散射振幅的计算。虽然$\barϕ_1>>M_P/\sqrtξ$的有效爱因斯坦框架截止是$\barϕ_1$或$U(1)$模型的$ξ\barϕ_1$,但对于现实的二重态希格斯模型,情况并非如此,其中有效爱因斯坦框架截止是帕拉提尼和度规公式的标准$M_P/\sqrtξ$。然后,正如在[1]中指出的,背景$\barϕ_1$是Palatini和度量公式的有效Jordan框架截止。
2022-04-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Slow-roll inflation in $f(R,T)$ gravity with a $RT$ mixing term
我们考虑一类修正的引力理论中的慢滚暴胀模型,它包含非最小曲率暴胀子耦合,即,$f(R,T)$引力,其中$R$是里奇标量,$T$是暴胀子能量-动量张量的迹。在文献中广泛研究的最小耦合$T$的基础上,我们进一步在理论中加入了$RT$混合项。这个混合项引入了非最小导数耦合,在暴胀动力学中起着重要的作用。以混沌暴胀和自然暴胀为例,我们发现谱倾斜和张量标量比的预测对$RT$混合项的存在是敏感的。特别是,通过打开这个混合项,有可能使混沌和自然暴胀与观测数据更好地吻合。
2022-11-04 gr-qc hep-th
Preheating After Modular Inflation
我们研究(p)再加热模块(闭弦)暴胀的情况下,特别强调卡勒模量/轮盘赌模型。通常假设在这种模型中再加热是通过微扰衰变发生的。然而,我们发现,有非常强的非微扰预热衰变通道相关的特定形状的暴胀子潜在的(这是高度非线性的,有一个非常陡峭的最小值)。通过快子不稳定性和宽带参数共振的组合进行的模块膨胀后的预热,也许是文献中已知的膨胀后预热的最猛烈的例子。此外,我们考虑随后的能量转移到标准模型部门的情况下,标准模型粒子被限制在D 7膜包装的暴胀爆破周期的紧致流形,或者更有趣的是,一个非暴胀爆破周期。我们明确地确定在这两种情况下的暴胀子的衰变通道。我们还考虑了暴胀周期在暴胀结束时收缩到弦尺度的情况;在这里,再加热的场论处理是不够的,必须转向弦的描述。我们估计的衰变率的暴胀和再热温度的各种方案。
2009-12-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stabilising the Planck mass shortly after inflation
我们考虑一个模型的早期宇宙,其中包括两个标量场:暴胀子,和第二个领域的驱动普朗克质量(或引力常量)的稳定。我们表明,这第二个领域的非最小耦合的Ricci标量源的非绝热压力扰动。通过进行完全数值计算,我们发现,反过来,这提高了膨胀后的原始功率谱的振幅。
2015-05-20 astro-ph.CO hep-th
Initial conditions for inflation and the energy scale of SUSY-breaking from the (nearly) gaussian sky
我们展示了如何在多场模型中获得小场暴胀的一般初始条件。这是由膨胀中的非线性角摩擦项提供的,该非线性角摩擦项在慢滚膨胀阶段之前提供非慢滚膨胀阶段。这反过来又提供了一个自然的机制,以启动小场慢滚在几乎为零的速度为任意的初始条件。我们还表明,超对称破缺的尺度sqrt(f)和由暴胀子产生的非高斯波动量之间存在关系。特别地,我们证明了在局部非高斯形状中,存在关系sqrt(f)= 10^{13} GeV sqrt(f_NL).根据普朗克目前的观测极限,并采用单场暴胀所允许的最小量的非高斯涨落,这为超对称破缺能量标度sqrt(f)= 3-7 x 10^{13} GeV提供了非常严格的约束,置信度为95%。来自明年普朗克偏振数据的进一步限制或检测将进一步将这一约束收紧两倍。我们强调,我们的方法的关键是要确定与标量分量的Goldstino超场的暴胀。这个超场是普适的,实现了超对称破缺和超共形破缺的动力学。
2013-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Black Holes from Inflation with a Spectator Field
University of Manitoba(曼尼托巴大学);University of Winnipeg(温尼伯大学);Santa Cruz Institute for Particle Physics(圣克鲁兹粒子物理研究所);University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校);Yale University(耶鲁大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
研究探讨了在单场膨胀模型中,观察者场对原初黑洞产生机制的影响,揭示了其通过扰动相互作用维持或增强扰动增长的机制。
2026-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Clarifying Slow Roll Inflation and the Quantum Corrections to the Observable Power Spectra
慢滚暴胀可以用有效场论来研究。与数据一致的暴胀子势的形式是V(phi)= N M^4 w(phi/[sqrt{N} M_{Pl} ]),其中phi是暴胀子场,M是暴胀能量标度,N ~ 50是暴胀次数。无量纲函数w(chi)和域chi都是O(1)。这种形式的势将慢滚膨胀编码为1/N. A的膨胀。哈勃参数、暴胀子质量和非线性耦合在M/ M_{Pl}方面具有跷跷板形式。四次耦合为λ ~1/N(M/ M_{Pl})^[4]。非线性耦合的小不是微调的结果,而是有效场论和慢滚近似有效性的自然结果。计算了对慢卷暴胀的量子修正,并将其转化为幂的展开式(H/ M_{Pl})^[2]。计算了对暴胀子有效势及其运动方程的修正,以及对可观测功率谱的量子修正。涨落的近尺度不变性引入了一个强的红外行为,自然地由Delta=(ns-1)/2+r/8正则化。我们考虑标量曲率和张量扰动以及与暴胀子耦合的轻标量和Dirac费米子,视界下部分完全由不同自旋场的迹反常所规定,并且完全由时空几何所决定.这个暴胀有效势与通常的闵可夫斯基时空结果有着显著的不同,对功率谱的量子修正用CMB观测值表示。迹反常(特别是引力子部分)在一个确定的方向上支配着这些量子修正:它们增强了标量曲率涨落,减小了张量涨落。
2006-01-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Update of D3/D7-Brane Inflation on K3 x T^2/Z_2
我们用膜和通量更新了K3 × T^2/Z_2上的D3/D 7膜暴胀模型。为此,我们研究了稳定K3体积模量的Gaugino凝聚超势的包含gs修正的低能理论。当原N=2的超对称性被体通量自发破缺为N=1时,规范动力学函数被证明是全纯的。从基本的经典N=2超引力,该理论继承了一个移位对称性,它提供了一个自然平坦的潜在的暴胀。我们分析的命运后,列入量子校正这种转移对称性。暴胀子的场范围被发现显着依赖于环面的复杂结构,但它的体积是独立的。这允许一个大的运动场范围的暴胀子。此外,我们还证明了D3/D 7模型可能导致Hindmarsh等人最近的CMB拟合的实现,其中宇宙弦的贡献为11%,谱指数接近ns =1。另一方面,通过稍微改变模型的参数,我们可以很好地抑制宇宙弦的贡献,并在没有宇宙弦的情况下降低谱指数n_s以拟合WMAP 5数据。我们还证明,包括量子校正允许一个制度的永恒的D3/D 7通货膨胀。
2008-12-05 astro-ph hep-ph hep-th
Stochastic Quintessence
在暴胀过程中,研究了精粹场的行为。为了有一个令人满意的暗能量模型,今天的精粹场值应该尽可能对初始条件不敏感。通常,只考虑在暴胀结束时,或者等价地,在辐射主导时代开始时指定的初始条件的依赖性。假设这个精粹场最初处于一个很大但关键的有限区间内,它的现值就变得独立于它开始时的初始值。暴胀是否会自然地将精粹场驱动到上述区间的问题得到了解决。由于量子效应的重要性,我们采用随机暴胀理论来计算精粹场的演化。此外,我们还考虑了源自暴胀子场的量子效应,并证明了在大多数情况下它是次显性的。最后,要求的精髓字段是在轨道上的今天被证明意味着相当严格的约束的初始值的精髓和inflaton字段在通货膨胀的开始。特别地,暴胀子场的初始值不能太大,这表明只有当e折叠的总数相当小时,典型的情况似乎才与暴胀相容。
2004-10-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Coleman-Weinberg Inflation in light of Planck
我们重新审视了一个基于Coleman-Weinberg势的单场暴胀模型。我们表明,在小场科尔曼-温伯格暴胀,所观察到的扰动幅度需要一个非常小的四次耦合的暴胀子,这可能是辐射源的签名。然而,在一个标准的宇宙学方案中获得的光谱指数原来是普朗克数据的2西格玛区域之外。当一个非标准的宇宙学框架被调用时,例如兰德尔-桑德拉姆模型中的膜世界宇宙学,光谱指数可以在1 σ内与普朗克数据保持一致,这是由于在这样一个方案中哈勃参数的演化中进行了修改。我们还表明,所需的暴胀子四次耦合,以及一个唯象可行的B-L对称性破缺连同一个自然的电弱对称性破缺可以动态地出现在一个广义的B-L扩展的标准模型,其中的全部潜力是假设在高尺度消失。
2014-01-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Tachyonic Encore: A universal shift of inflationary observables
University of Groningen(格罗宁根大学);Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理科学研究所);Instituto de Física Téorica UAM-CSIC(马德里自治大学-西班牙国家研究委员会理论物理研究所)
提出一种与暴胀子势无关的机制,通过轻轴子旁观者场在暴胀后的超视界尺度上的瞬态快子相,增强曲率功率谱,压低张标比,并偏移标量谱指数,从而调和原本被排除的暴胀势与CMB观测。
2026-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fading Gravity and Self-Inflation
我们研究的宇宙学的玩具修改理论的重力,其中重力关闭在短距离内,在脂肪引力子的Sundrum的情况。在弱场极限下,理论是微扰局域的、无鬼的和么正的,尽管可能遭受非微扰不稳定性。我们从理论的真空方程中导出了新的自暴胀解,而不需要用到标量场或其他形式的应力能。用牛顿势表示的修正微扰方程与暴胀子涨落的相应方程非常相似。由此产生的标量光谱因此是略带红色的,类似于最简单的标量驱动暴胀模型。然而,一个关键的区别是,引力波谱一般不是尺度不变的。特别是张量谱可以有一个蓝色的倾斜,这是与标准暴胀的区别。
2007-12-02 hep-th