Vainshtein screening in Horndeski theories nonminimally and kinetically coupled to ordinary matter
本文研究了Horndeski理论中标量场$ϕ$与普通物质场非极小动力学耦合时的Vainshtein屏蔽机制。描述这种耦合的一般相互作用拉格朗日量的特征在于能量传递$f_1$和动量交换$f_2$。对于处于宇宙学背景之上的球对称位形，我们研究了在线性和非线性区域中相对于标量场扰动的静态扰动。在前一种状态下，只要存在物质耦合或$G_{4,ϕ}$，参数化后牛顿参数通常偏离1。另一方面，在后者的制度，我们表明，非线性自相互作用项的标量场成功地激活Vainshtein机制，即使在存在的耦合$f_1$和$f_2$。引力势恢复了范施泰因半径深处的牛顿行为。同时给出了不改变Vainshtein半径的耦合项的边界。
2022-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Vainshtein mechanism in massive gravity nonlinear sigma models
研究了在Vainshtein半径内，以质量非线性西格玛模型为有效作用量的质量/双引力Vainshtein屏蔽解的稳定性.有效作用量是通过取弯曲时空周围的$Λ_2$解耦极限得到的。首先，我们得到一个一般性的结论，即当我们只考虑标量引力子的激发时，任何Ricci平坦Vainshtein屏蔽解都是不稳定的。这种不稳定性表明标量引力子的非线性激发不足以在大质量/双引力中获得成功的Vainshtein屏蔽。然后，看到的矢量引力子的激发的作用，我们研究周围的静态和球对称的解决方案，在双引力显式。因此，我们发现，线性激发的矢量引力子不能是有益的，解决方案仍然遭受鬼和/或梯度不稳定性的任何参数的理论在此背景下。
2016-09-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The two-body potential of Vainshtein screened theories
在广义相对论中增加一个轻标量自由度，往往会产生第五种力，其大小受到实验室实验和太阳系测试的强烈限制。Vainshtein屏蔽机制确保在密集环境中抑制这种补充力的影响。然而，场解的理论表现出Vainshtein筛选只知道在球对称的情况下。本文研究了具有Vainshtein屏蔽的特定$P(X)$理论中点状粒子在不同组态下的二体势能。我们使用从Buonanno和Damour的有效单体方法中借用的思想，以限制解决方案的形式。我们的研究结果表明，即使Vainshtein屏蔽在等质量情况下也是完全活跃的，两体能量对质量比的非线性依赖性意味着违反等效原理。我们计算的贡献，这种影响的月球轨道的通用理论配备Vainshtein筛选。
2019-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
$φ$enics: Vainshtein screening with the finite element method
在修改后的引力理论的景观，在理解的行为，并开发测试，筛选机制的进展一直受到阻碍的复杂性所涉及的场方程，这是非线性的性质和特点是一个大的层次结构的规模。这是特别真实的Vainshtein屏蔽，其中第五力被抑制高阶导数项，其在半径内占主导地位，远大于源的大小，称为Vainshtein半径。在这项工作中，我们提出了数值代码$φ$ enics，建立在FeNiCS库，以解决完整的运动方程从两个理论的兴趣筛选：一个模型包含高阶导数算子的运动方程和一个特点是在两个耦合的标量场的非线性自相互作用。我们还包括允许在后处理中计算标量场的高阶算子的功能，使我们能够检查我们找到的配置文件是否是有效场论内的一致解。这两个例子说明了在尝试数值模拟这些理论时所遇到的不同挑战，我们展示了如何在此代码中解决这些问题。本文中的例子假设球对称，但该技术可以直接推广到非对称配置。因此，本文还提供了一个工作的例子，如何有限元法可以用来解决屏蔽运动方程。$φ$ enics是公开可用的，并且可以适用于解决其他筛选理论。
2021-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Vainshtein Mechanism in the Cosmic Web
我们调查的依赖Vainshtein屏蔽机制的宇宙网络形态的暗物质粒子和晕确定ORIGAMI。与在高密度区域起作用的变色龙和变色龙屏蔽不同，Vainshtein屏蔽取决于系统的维度，被屏蔽的物体仍然可以感受到外部场。ORIGAMI非常适合这个问题，因为它根据塌陷结构的维度定义形态，并且不依赖于平滑尺度或密度阈值参数。我们发现，晕粒子被屏蔽，而细丝，壁，和空隙粒子是未屏蔽的，这是独立的粒子密度。然而，在分离晕根据其大规模的形态环境，我们发现没有差异的筛选性能的晕丝与晕簇。我们发现，第五力增强的暗物质粒子的晕是最大的维里半径以外。我们确认的理论预期，即使内场被抑制的Vainshtein机制，对象仍然感觉到由外部场产生的第五个力，通过测量特殊的速度和速度分散的晕。最后，我们调查的形态和重力模型依赖晕自旋，浓度和形状。
2014-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Light scalars in light of UV/IR mixing: classicalization via synergy between Vainshtein and chameleon screenings
Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822（里昂第一大学，法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所，IP2I里昂，UMR 5822）
本文研究光标量场理论中的经典化机制，通过k-essence模型展示Vainshtein屏蔽与变色龙屏蔽的协同作用，解决层级问题并实现紫外/红外混合。
2026-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with a successful Vainshtein screening in theories beyond Horndeski
我们提出了一个暗能量模型，其中标量场$ϕ$具有非线性自相互作用，并存在与Ricci标量的声子耦合。这属于Horndeski之外的一个理论子类，它将协变的伽利略理论和Brans-Dicke理论作为具体的案例。我们推导出从辐射时代到今天标量声速平方$c_{\rm s}^2$为正的条件。由于$c_{\rm s}^2$仍然小于1的数量级，偏离Horndeski理论不会引起规范不变引力势的剧烈振荡。在这种情况下，在低红移的物质扰动的演变是类似的耦合暗能量的情况下，与增强的引力相互作用。在具有物质源的球对称背景下，场自相互作用的存在抑制了第五种力在Vainshtein半径内的传播。我们估计一个允许的参数空间中，该模型可以兼容太阳系的约束，同时满足条件的背景和扰动的宇宙学可行性。
2016-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Piercing the Vainshtein screen with anomalous gravitational wave speed: Constraints on modified gravity from binary pulsars
利用Hulse-Taylor脉冲星的观测结果，我们将引力波（GW）速度限制在$10^{-2}$的水平上.我们将这一结果推广到标量张量理论，Galileon 4和5模型，显示异常的传播速度和耦合到GWs的物质。我们认为，这种效果生存传统的筛选，由于持久性的标量场梯度内维里化overdensities，有效地“刺穿”Vainshtein筛选。在特定的分支的解决方案，我们的结果可以直接约束在暗能量形式主义的有效场论的宇宙耦合。
2016-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Vainshtein Screening in Scalar-Tensor Theories before and after GW170817: Constraints on Theories beyond Horndeski
屏蔽机制是暗能量模型在大尺度上介导第五种力的基本特征。我们研究制度的强标量场非线性，被称为Vainshtein屏蔽，在最一般的标量张量理论传播一个单一的标量自由度。首先，我们发展了一个有效的方法，参数化宇宙学扰动超出线性秩序的这些理论。在准静态极限下，完全非线性的有效拉格朗日量包含六个独立的项，其中一个项在三次扰动下开始。我们计算了球体周围的两个引力势。在身体外部和附近，屏蔽再现了标准重力，并修改了重力耦合。在体内，这两种电位是不同的，并取决于密度分布，这表明Vainshtein屏蔽被打破。我们提供了最一般的表达式，这些修改，修订和扩展以前的结果。我们应用我们的研究结果表明，GW 170817事件，Hulse-Taylor脉冲星和恒星结构物理学的组合，约束这些一般理论的参数在$ 10^{-1}$的水平，和GLPV理论在$10^{-2}$的水平。
2018-05-14 gr-qc hep-ph
Anti-screening of the Galileon force around a disk center hole
Vainshtein机制被认为是一种有效的方法，可以在修正的引力中屏蔽物质源周围的第五种力。这主要在高度对称的物质结构中得到了验证。为了研究Vainshtein机制如何在一个不太对称的设置，我们数值求解标量场方程周围的一个圆盘与一个孔在其中心的立方伽利略理论。令人惊讶的是，我们发现在黑洞附近，伽利略力被增强了，而不是被抑制了。这种反屏蔽效应对于更薄、质量更小、孔更小的圆盘来说更大。在这个阶段，我们的设置只是学术兴趣，其天体物理后果尚不清楚，但这一结果意味着，Vainshtein屏蔽机制周围的对称性较低的物质配置是相当不平凡的。
2018-02-14 gr-qc
Breaking of Vainshtein screening in scalar-tensor theories beyond Horndeski
Horndeski引力理论被认为是最一般的标量-张量理论，它具有二阶场方程。最近，Gleyzes等人证明了Horndeski理论可以进一步推广，使得尽管场方程是三阶的，但传播自由度的数量保持不变。我们研究小尺度引力的广义Horndeski理论，特别是在新的衍生相互作用超越Horndeski的Vainshtein筛选机制的影响。在没有五次伽利略项及其推广的情况下，我们证明了新的相互作用并没有改变源外和源附近引力的定性行为：两个度规势重合，$Φ= Ψ\;(\sim r^{-1})$，而引力耦合是由宇宙学的引力耦合给出的，因此通常是依赖于时间的。然而，我们发现，由于Horndeski之外的相互作用，源内部的引力场表现出一种新的行为：引力吸引力不仅仅由封闭的质量决定，两个势不重合，表明屏蔽机制被打破。
2015-03-12 astro-ph.CO gr-qc
Long Range Effects in Gravity Theories with Vainshtein Screening
在本文中，我们研究了引力的长程修正的一致性框架下的双引力，它引入了第二个大质量的自旋2场，并允许连续插入之间的广义相对论（介导的无质量的自旋2场）和大质量的引力（介导的大质量的自旋2场）的制度。特别是，我们第一次推导出在这个框架下的光偏转方程，并研究了对星系团的透镜势的影响。通过比较运动学和透镜质量重建，严格的界限可以设置在新的自旋2场的参数空间。此外，我们调查星系旋转曲线和可观察到的暗物质丰度在这个框架内的效果。
2018-12-06 astro-ph.CO gr-qc
The nonlinear dynamical stability of infrared modifications of gravity
被Vainshtein机制“屏蔽”的标量力可能是理解我们宇宙宇宙膨胀的关键，同时预测大质量物体之间相互作用的新的和令人兴奋的特征。在这里，我们探讨的Vainshtein屏蔽机制的动力学，专注于DGP braneworld场景和dRGT大规模引力的去耦极限。我们表明，有一个庞大的初始条件，其演变是明确的，这是驱动到静态的，这些理论的筛选解决方案。筛选解决方案是稳定的，并在小的波动下表现一致：它们振荡，并最终解决到一个平衡的配置，振荡和阻尼的时间尺度由筛选解决方案的Vainshtein半径决定。在很晚的时候，幂律衰减england，与已知的分析结果一致。然而，我们也推测，物理上有趣的过程，如致密星的引力坍缩可能不具有适定的初值问题。最后，我们构造的解决方案与非平凡的多极结构描述的变形，非对称机构的屏蔽场，并表明，更高的多极屏蔽更有效地比非对称组件。
2014-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conical singularities and the Vainshtein screening in full GLPV theories
在Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi（GLPV）理论中，已知在表征与Horndeski拉格朗日$L_4$的偏差的参数$α_{{\rm H}4}$接近非零常数$r \to 0$的情况下，圆锥奇点出现在球对称体（$r=0$）的中心。我们推导出球对称的解决方案，在中心周围的全GLPV理论，并表明GLPV拉格朗日$L_5$不修改由非零$α_{{\rm H}4}$引起的Ricci标量$R$的发散属性。假设$α_{{\rm H}4}=0$，即使在Horndeski域之外存在$L_5$的情况下，曲率标量也可以在$r=0$处保持有限。对于标量场$ϕ$与$R$直接耦合的理论，我们也得到了体内外的球对称解，以研究由$ϕ$介导的第五种力是否能被非线性场自相互作用屏蔽.我们发现在GLPV理论的一个特定模型中，$L_5$的影响在运动方程中消失。我们还表明，依赖于一个$L_5$依赖项的字段方程的符号，该模型可以兼容的太阳能系统的约束下的Vainshtein机制或它是困扰的问题，在高密度区域的字段导数的发散。
2016-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Screening the fifth force in the Horndeski's most general scalar-tensor theories
我们研究如何在最一般的标量张量理论与二阶运动方程的Vainshtein机制。场的运动方程一般是在具有物质源的球对称时空中导出的，它也适用于文献中提出的大多数其他屏蔽方案。在存在场耦合的Ricci标量，我们澄清条件下，Vainshtein机制是在工作中的弱引力背景。我们还获得了一个球对称体内部的场方程的解决方案，并展示了它们如何可以连接到外部解决方案，容纳Vainshtein机制。我们将我们的一般结果应用到一些具体的模型，如协变/扩展Galileons和DBI Galileons与高斯-博内和其他条款。在这些模型中，第五种力可以被抑制，以符合太阳系的约束条件，只要耦合到爱因斯坦张量的非线性场动力学项不占主导地位，其他非线性场自相互作用。
2013-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting Vainshtein Screening for fast N-body simulations
本文扩展了N体模拟中的Vainshtein屏蔽机制，通过计算时空依赖的有效引力耦合实现快速模拟，在COLA代码中验证了其在预测非线性物质功率谱boost函数时精度优于2%。
2023-06-06 astro-ph.CO gr-qc
Gravitomagnetic tidal response of relativistic stars in partially screened scalar-tensor theories
本研究探讨Horndeski之外标量-张量理论中相对论星体的重力磁潮汐响应，计算特定模型的潮汐Love数，分析偏离广义相对论的参数依赖，发现相对偏差随多极矩和紧致度增加，但参数不足以完全表征响应。
2025-04-16 gr-qc
Relativistic stars in bigravity theory
在无鬼双引力理论中，假设时空是静态的球对称时空，我们得到了一个相对论性的星解，它与广义相对论中的解非常接近。耦合常数分为两类：[I]类和[II]类。虽然在弱引力场中，两类方程都存在Vainshtein屏蔽机制，但我们发现，在紧性临界值以上，不存在正则解.这意味着[I]类中子星的最大质量远小于GR中的最大质量。另一方面，对于[II]类解，Vainshtein屏蔽机制即使在相对论性恒星中也能很好地起作用，从而恢复了GR中的结果。
2016-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Horndeski gravity without screening in binary pulsars
我们在强场区的双星系统中检验了没有Vainshtein机制的Horndeski引力的子类。我们发现，通过引力辐射的能量损失率由这些理论预测，并比较我们的结果与观测数据从准圆双星PSR J1738+0333，PSR J 0737 -3039，PSR J1012+5307。此外，我们考虑了一些特殊的情况：混合度规-Palatini f（R）-引力和大质量Brans-Dicke理论。
2018-11-13 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Stars in Beyond Horndeski Theories
这项工作研究了超越Horndeski标量张量理论的相对论性恒星，该理论表现出物质内部的Vainshtein机制的突破，重点是基于四次超越Horndeski拉格朗日的模型。我们自洽地推导出静态球对称物体在渐近de Sitter时空中的标量场分布，并证明了解的Vainshtein破缺分支是物理分支，从而解决了非相对论框架下的几个模糊性。恒星外部的几何形状被证明是精确的Schwarzschild-de Sitter，因此PPN参数$β_{\rm PPN}=1$，证实了外部屏蔽在后牛顿水平上起作用。导出了Tolman-Oppenheimer-Schmidoff（TOV）方程，并在静态球对称星存在的条件下，得到了Vainshtein破缺参数$Υ_1>-4/9$的一个新的下界.重点关注无约束的情况，即$Υ_1<0$，我们数值求解多变和现实状态方程的TOV方程，并找到固定质量下半径较大的恒星。此外，最大质量可以急剧增加，质量超过$3M_\odot$的恒星可以在相对较小的Vainshtein破缺参数下被发现。我们重新审视白矮星，并表明后牛顿修正是重要的超越Horndeski理论，因此，从以前的分析来的界限应该重新审视。
2016-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Slowly-Rotating Neutron Stars in Massive Bigravity
我们研究在无鬼的大质量双引力中缓慢旋转的中子星。该理论通过引入第二个辅助但动态的张量场来修改广义相对论，该张量场通过非线性相互作用通过物理度量张量耦合到物质。我们扩展的场方程的线性顺序在缓慢的旋转和数值构造的解决方案，在内部和外部的恒星与一组现实的状态方程。我们计算的物理质量函数相对于观察者半径，并发现，不像在广义相对论中，这个功能并不保持恒定的恒星外，而是，它渐近到一个常数的距离，从表面，其大小是由引力常量的比例控制。物理质量函数和辅助质量函数渐近线为常数的类万施泰因半径由引力子质量标度参数控制，在此半径之外，双引力修正被抑制。我们还计算了框架拖曳度规函数，发现在整个耦合参数范围内，双引力修正通常很小。最后，我们计算的质量半径和转动惯量的质量关系的耦合参数范围很广，发现引力子质量标度参数和引力常量的比例都引入了大的修改。这些结果可以用来放置未来的约束与孤立和双中子星的电磁和引力波观测的双引力。
2017-09-11 gr-qc
Hunting modifications of gravity: from the lab to cosmology via compact objects
引力的修正被认为是对原初暴胀和晚期宇宙加速的模型。只要修正的引力模型不受理论不稳定性的影响，它们就必须面对观测，不仅是宇宙学尺度上的观测，而且还要面对实验室和太阳系中以及天体物理学尺度上的局部引力测试。特别考虑到Horndeski引力的子类，我们研究了它们在不同尺度上的观测预测。为了通过引力的局部测试，同时允许宇宙学中的长程相互作用，霍恩代斯基引力展示了筛选机制，其中包括变色龙。变色龙屏蔽机制最近已经在真空室中使用原子干涉测量法进行了测试。为了改进分析预测，本文提供了数值模拟。在天体物理尺度上，Horndeski引力理论预测了致密恒星内部引力耦合的变化。重点是希格斯膨胀，我们讨论了在何种程度上的希格斯真空期望值变化的恒星内部，并得出结论，该效果是否是可检测的引力和核物理。最后，协变Galileon模型在标量场动力学项中表现出非线性，使得它可能通过局部重力测试，这要归功于Vainshtein屏蔽机制。我们讨论协变伽利略理论的一个子类（称为Fab Four模型）是否会导致一个可行的暴胀阶段，并提供与中子星和太阳系可观测量的联合分析。
2016-10-12 astro-ph.CO gr-qc
