Post-$Planck$ constraints on interacting vacuum energy
我们提出了改进的约束相互作用的真空模型使用更新的天文观测,包括从普朗克的第一次数据发布。考虑一个描述暗物质与真空能量相互作用的无量纲参数$α$模型(状态方程$w=-1$固定)。背景动力学对应于广义的Chaubergin气体宇宙学,但扰动的声速为零。哈勃常数$H_0$的值由普朗克数据加上WMAP偏振(普朗克+WP)确定,而哈勃太空望远镜(HST)确定的值可以通过从暗物质到真空的能量转移($α>0$)来缓解。由于仅使用CMB数据的模型中的参数退化,正$α$增加了$H_0$的允许值。结合包括Ia型超新星(SN Ia)和重子声振荡(BAO)在内的其他数据,我们可以显著地收紧$α$的边界。红移空间畸变(RSD)限制了结构的线性增长,当与Planck + WP结合时,对真空相互作用的约束最严格,并且更倾向于从真空到暗物质的能量转移($α<0$),从而抑制了结构的增长。利用Planck + WP + Union2.1 + BAO + RSD的组合数据集,得到了$α$的约束条件为$-0.083<α<-0.006$(95%C.L.),允许低的$H_0$与来自6dF星系巡天的测量一致。这种相互作用真空模型可以缓解$Λ$ CDM模型中$α<0$的RSD和Planck + WP之间的紧张关系,或者缓解$H_0$的HST测量和$α>0$的Planck + WP之间的紧张关系,但不能同时缓解两者。
2014-06-11 astro-ph.CO
Generalized cold-atom simulators for vacuum decay
针对现有冷原子模拟相对论性真空衰变的方案对原子散射长度要求严苛、实验难实现的问题,研究提出玻色同位素两态的任意稳定混合物均可作为可靠模拟系统,大幅拓展了可行实验范围,助力真空衰变研究。
2024-09-06 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
Inflation after False Vacuum Decay: Observational Prospects after Planck
我们评估两个潜在的信号,我们的宇宙形成的衰变的假真空。负空间曲率是一种可能性,但其检测的窗口现在很小。然而,另一个可能的信号是在大角度处CMB功率谱的抑制。这是由于有效势在平坦的暴胀平台和将我们与母真空分开的高势垒之间插入时变陡而产生的。我们证明,这两种效果可以参数分离的角度尺度。从观测上看,陡峭效应似乎在大l下被排除;但它仍然与WMAP和普朗克合作发现的l以下约30的功率略有不足相一致。我们给出了两个简单的模型,提高了普朗克数据的拟合,一个可观察到的曲率和一个没有。尽管宇宙的变化,我们认为,未来的CMB极化和最重要的大尺度结构的观测应该能够证实普朗克异常,如果它是真实的。如果我们进一步假设亚稳真空景观的特定理论背景,如弦论所建议的那样,我们可以估计在CMB中看到低l抑制的概率。在这样的计算中有很大的理论不确定性,但我们认为可检测到抑制的概率可能高达O(1),并且通常明显大于看到曲率的概率。
2013-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck Data and Ultralight Axions
我们研究了光子-轴子混合对CMB的影响。我们表明,如果有非常undersense区域之间的我们和最后的散射表面,其中包含相干磁场(其强度可以是数量级弱于当前的界限),然后光子轴子混合可以引起可观察到的偏差的CMB频谱。具体来说,我们表明,混合可以引起非热点的CMB天空。作为一个例子,我们考虑众所周知的CMB冷点,根据普朗克数据有一个弱的扭曲,从一个黑体光谱,可以通过我们的模型。虽然这种对冷点区域非热性的解释相当有趣,但光子-轴子振荡并不能解释冷点本身的温度。尽管如此,我们证明了可能的敏感性的CMB超轻轴子,可以利用观察员。
2014-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic viscosity as a remedy for tension between PLANCK and LSS data
从大尺度结构观测得到的$σ_8$的测量结果与用$Λ$ CDM宇宙学从普朗克CMB参数外推得到的$σ_8$不一致。在$H_0$和$Ω_m$的值中发现了类似的不一致性。在本文中,我们表明,在冷暗物质的粘性的存在,剪切或散装或两者的组合,可以消除上述冲突同时。这表明普朗克CMB观测和不同LSS观测的数据更倾向于冷暗物质流体中的小但非零量的粘度。
2017-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Distance, de Sitter and Trans-Planckian Censorship conjectures: the status quo of Warm Inflation
在这个简短的说明中,我们指出,温暖的通货膨胀的情况下,仍然是青睐于它的冷对应的最近提出的构造,其目的是推翻德西特的建设,在字符串景观。另一方面,正则冷(单场慢滚)暴胀模型,与先前提出的德西特猜想有矛盾,现在变得更不可能在弦景观中实现,因为这些场景无法同时应付德西特和trans-Planckian审查。
2019-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Higgs vacuum (in)stability during inflation: the dangerous relevance of de Sitter departure and Planck-suppressed operators
测得的标准模型参数位于这样的范围内,即希格斯势一旦外推到高尺度,就会产生最小的负能量密度。这具有重要的宇宙学意义。特别是,在暴胀期间,量子涨落可能会将希格斯场推到其势垒之外,引发反德西特区域的形成,对我们的宇宙产生致命的后果。通过要求这种情况不会发生,人们原则上可以将标准模型参数与暴胀的能量标度联系起来(并加以约束)。在这种情况下,我们强调我们的真空的命运似乎无关紧要的物理的敏感性。特别是,暴胀与德西特相位的偏离,以及普朗克抑制的导数算子,已经可以令人惊讶地在暴胀过程中对希格斯粒子的稳定性起决定性作用。此外,在随机动力学中,我们量化的噪声的振幅的影响不同于一个无质量的字段,以及超越慢卷近似使用相空间的方法。在一般的地面上,我们的分析表明,与精确的粒子物理暴胀的时期需要这些“无关”的影响的知识。
2020-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Polarization fraction of Planck Galactic cold clumps and forecasts for the Simons Observatory
本研究测量了Planck银河系冷团块样本的353 GHz偏振分数,分析了其与团块物理性质的关联,并预测Simons Observatory将大幅提升冷团块偏振探测数量,同时发布了相关掩模软件。
2023-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Perturbativity, vacuum stability and inflation in the light of 750 GeV diphoton excess
最近在13 TeV大型强子对撞机上观测到的750 GeV双光子过剩激发了许多超越标准模型的物理学设想。在这项工作中,我们首先表明,许多模型,解释所观察到的过剩往往得到强耦合远低于普朗克尺度。然后,我们研究了一个简单的情况下,涉及彩色矢量类费米子与异国情调的费用,预计将保持弱耦合,直到普朗克尺度。我们找到了发生这种情况的条件,推导出这种模型的重整化群方程,并求解它们,以表明对于非常合理的参数选择,可以保持到普朗克尺度的微扰性。最后,我们讨论了真空稳定性和通货膨胀的可能性,我们研究的情况下有关的问题。
2016-07-21 astro-ph.CO hep-ph
The inflationary origin of the Cold Spot anomaly
单场暴胀,可以说是宇宙起源的最简单和最令人信服的范式,得到了普朗克卫星和BICEP 2实验的最新结果的有力支持。然而,普朗克的结果也证实了宇宙微波背景(CMB)中存在许多异常,这些异常的起源在单场暴胀中变得有问题。在这些异常中,最突出和经过充分检验的是冷点,它构成了CMB中唯一与高斯性的显著偏差。普朗克在较小尺度上没有探测到原始非高斯性,这表明存在一种物理机制,只有在大角度尺度上才产生显著的非高斯性。在这封信中,我们解决这个问题,通过开发一个本地化版本的非均匀再加热的情况下,假设存在一个标量场能够修改的衰变暴胀的局部空间区域。我们证明,如果冷点是由于在最后的散射表面的过密度,本地化机制提供了一个可行的解释,从而提供了一个物理机制的本地化非高斯性的产生在CMB。相反,如果冷点是由一个新发现的超空(最近声称),我们认为,本地化机制,而管理,以提高欠密度,很可能揭示了罕见的发现超空。
2014-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cold dark matter haloes in the Planck era: evolution of structural parameters for Einasto and NFW profiles
本文从普朗克卫星出发,讨论了宇宙学中弛豫冷暗物质晕结构的演化。我们的模拟涵盖了50年的晕质量,从矮星系到星系团。由于物质密度和功率谱归一化的增加,普朗克宇宙学中的浓度质量关系在红移z=0处的归一化比WMAP宇宙学高20%。我们证实,CDM晕更好地描述了Einasto配置文件,例如,在星系半光半径附近的尺度CDM晕有显着陡峭的密度分布比暗示NFW拟合。在固定的晕质量下,Einasto形状参数的分散度为0.2 dex,进一步增加了CDM晕轮廓的多样性。在我们的模拟中的浓度质量关系的演变是没有重现的任何分析模型在文献中。因此,我们提供了一个简单的拟合公式,准确地描述了红移z=5到z=0之间的演化NFW和Einasto拟合。最后,观测到的浓度和晕质量的旋涡星系,集团和星系团在低红移与我们的模拟吻合得很好,表明只有温和的晕反应星系形成在这些尺度上。
2014-04-29 astro-ph.CO
Warm inflation dissipative effects: predictions and constraints from the Planck data
我们探讨了暖膨胀情景的理论预测,在两个不同的耗散制度,几个代表性的原始潜力。众所周知,暖暴胀能够降低张量标量比,恢复了几个被最近的宇宙微波背景数据排除在冷暴胀背景下的原初势。在这里,我们表明,它也能够产生一个运行的运行$n_s"$积极和普朗克数据范围内。这是非常值得注意的,因为标准冷膨胀模型不能证明当前对$n_s"$的正约束的指示。我们实现了一个参数化的原始功率谱能够考虑到高阶效应的运行的频谱指数和运行的运行,我们进行统计分析,使用最新的普朗克数据来约束耗散效应。我们发现,即使对于那些在最简单的冷暴胀情景中被排除的势能,暖暴胀也能以良好的统计显著性解释当前的观测值。
2016-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Weighing neutrinos in the scenario of vacuum energy interacting with cold dark matter: application of the parameterized post-Friedmann approach
利用当前的宇宙学观测,我们在真空能量与冷暗物质相互作用的情况下,对中微子质量进行了约束。为了避免相互作用暗能量模型中的大尺度不稳定性问题,我们采用参数化后Friedmann(PPF)方法计算了$Q=βHρ_{\rm c}$和$Q=βHρ_Λ$模型的微扰演化.目前用于这项工作的观测数据集包括普朗克(宇宙微波背景),BSH(重子声振荡,Ia型超新星和哈勃常数)和LSS(红移空间扭曲和弱透镜)。根据约束结果,我们发现$Q=βHρ_{\rm c}$模型的$β>0$大于$1σ$能级,这表明冷暗物质衰变为真空能量;而$Q=βHρ_Λ$模型的$β=0$与$1σ$能级的当前数据一致.以$Λ$ CDM模型为基准模型,我们发现最新的BAO BOSS DR 12数据和哈勃常数测量值$H_{0} = 73.00 \pm 1.75$ km~s $^{-1}$ ~Mpc $^{-1}$导致了一个较小的上限$\sum m_ν<0.11$ eV($2σ$).对于$Q=βHρ_{\rm c}$模型,我们从Planck+BSH得到了$\sum m_ν<0.20$ eV($2σ$).对于$Q=βHρ_Λ$模型,$\sum m_ν<0.10$ eV($2σ$)和$\sum m_ν<0.14$ eV($2σ$)分别从Planck+BSH和Planck+BSH+LSS导出。我们发现,这些较小的上限$\sum m_ν$或多或少…
2017-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simulating seeded vacuum decay in a cold atom system
我们建议使用类似的引力玻色-爱因斯坦凝聚体系统来检验宇宙学中的种子真空衰变概念。成核晶种的作用由冷凝物内的涡流发挥。我们提出了两个互补的理论分析,证明种子衰变是假真空的主要衰变机制。首先,我们采用标准的瞬子方法的Gross-Pitaevskii方程。其次,我们用截断Wigner方法研究真空衰变。
2019-04-01 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas hep-th
Search for sterile neutrinos in a universe of vacuum energy interacting with cold dark matter
利用最新的观测资料,研究了真空能量与冷暗物质相互作用的宇宙中,不育中微子的宇宙学约束。我们专注于两个特定的相互作用模型,$Q=βHρ_{\rm v}$和$Q=βHρ_{\rm c}$。为了克服相互作用暗能量中的大尺度不稳定性问题,我们采用相互作用暗能量的参数化后弗里德曼(PPF)方法进行微扰演化的计算.在这项工作中使用的观测数据集包括普朗克2015年的温度和偏振数据,重子声振荡测量,Ia型超新星数据,哈勃常数直接测量,星系弱透镜数据,红移空间畸变数据和普朗克透镜数据。利用全数据组合,我们得到了$Q=βHρ_{\rm v}$模型的$N_{\rm eff}<3.522$和$m_{ν,{\rm sterile}}^{\rm eff}<0.576$ eV,以及$Q=βHρ_{\rm c}$模型的$N_{\rm eff}=3.204^{+0.049}_{-0.135}$和$m_{ν,{\rm sterile}}^{\rm eff}=0.410^{+0.150}_{-0.330}$ eV.后者表明在1.17 $σ$能级上存在$ΔN_{\rm eff}>0$,在1.24 $σ$能级上存在非零质量的无菌中微子。此外,对于$Q=βHρ_{\rm v}$模型,我们发现$β=0$与当前数据一致,而对于$Q=βHρ_{\rm c}$模型,我们发现$β>0$是在多于1个$σ$水平上得到的。
2018-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axion cold dark matter: status after Planck and BICEP2
根据最新的宇宙学数据,我们研究了轴子暗物质方案(ADM),在该方案中,轴子占宇宙中所有的暗物质。特别是,我们使用普朗克温度数据,补充WMAP E-偏振测量,以及最近的BICEP 2观测的B-模式。数值分析中还考虑了包括重子振荡光谱巡天在内的重子声学振荡数据。我们发现,在最小ADM情况下,完整的数据集意味着轴子质量m_a = 82.2 pm 1.1 μeV(对应于佩西-奎因对称性在尺度f_a =(7.54 pm 0.10)*10^10 GeV处破缺),当考虑到相对论性粒子的非标准有效数Neff时,m_a = 76.6 pm 2.6 μeV(f_a =(8.08 pm 0.27)*10^10 GeV).我们还发现Neff > 3.046的2σ偏好。当Neff = 3.046时,在95%CL下,中微子质量总和的极限为Sum m_v < 0.25eV;当Neff为自由参数时,Sum_v <0.47eV。考虑扩展的情况下,无论是暗能量状态方程参数w,张量谱指数nt或运行的标量指数dns/dlnk被允许改变不显着改变轴子质量-能量密度的约束。然而,在这里利用的完整数据集的情况下,有一个非零张量指数或标量运行的偏好,由普朗克和BICEP 2观测所暗示的不同张量振幅驱动。
2014-05-08 astro-ph.CO hep-ph
Exploring neutrino mass and mass hierarchy in the scenario of vacuum energy interacting with cold dark matter
本文研究了真空能量与冷暗物质相互作用中中微子总质量的限制。我们关注两种典型的交互形式,即,$Q=βHρ_{\rm c}$和$Q=βHρ_Λ$。为了避免相互作用暗能量宇宙学中大尺度不稳定性的出现,我们采用参数化后Friedmann方法计算暗能量的微扰演化。我们采用的观测数据,包括普朗克宇宙微波背景温度和偏振数据,重子声振荡数据,JLA样本的Ia型超新星观测,哈勃常数的直接测量,和红移空间畸变数据。我们发现,与$Λ$ CDM模型相比,$Q=βHρ_{\rm c}$模型对$\sum m_ν$的约束要宽松得多,而$Q=βHρ_Λ$模型对$\sum m_ν$的约束则稍紧.考虑中微子可能的质量等级,发现$\sum m_ν$的最小上限出现在简并等级的情况下。通过比较$χ^2_{\rm min}$的值,我们发现,正常的层次结构的情况下,是优于倒置的。特别地,我们发现在$Q=βHρ_{\rm c}$模型中的差异$Δχ^2_{\rm min} \equiv χ^2_{\rm IH; min}-χ^2_{\rm NH; min}> 2$。此外,我们发现$β=0$与$Q=βHρ_{\rm c}$模型中的当前观察结果一致,并且在$Q=βHρ_Λ$模型中,$β< 0$比$1σ$更受青睐。
2018-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Cold Spot in the Planck light
冷点是一个异常寒冷的区域,周围环绕着一个热环,是宇宙微波背景(CMB)天空中统计上显着的异常。在这项工作中,我们评估是否不同的多个子空洞的基础上的2dF-VST ATLAS冷点星系红移调查或崩溃的宇宙纹理可以产生这样的异常,通过同时搜索其引力红移和透镜签名的{ \it普朗克} CMB温度各向异性。我们使用半径为$R=10^\circ$和$R=20^\circ$的补丁来解释内部冷区以及外部热环。作为空模型,我们探索了两套$Λ$ LTB模板,其特征在于模型的自由参数的不同值,和一顶帽空模板。我们检测到高于预期的前两组,$\mathcal{A}_{\rm rs}=5.4\pm 1.4$和$\mathcal{A}_{\rm rs}=14.4\pm 3.8$的引力红移幅度,并低于预期的礼帽模型,$\mathcal{A}_{\rm rs}=0.3 \pm 0.1$。对于所有这些子空洞模型,透镜印记的振幅都与零一致。从引力红移测量的纹理印记的估计幅度意味着能量尺度的纹理,参数化的$ε$,是$ε= (7.6\pm2.0)\times 10^{-5}$,没有检测到的透镜痕迹。我们注意到,亚空振幅的偏差从统一和无法再现热环的纹理和一些空洞的轮廓表明理论上的不一致性,无论是在模型的建设或在假设的引力和宇宙学框架导致的印记的结构。
2021-01-06 astro-ph.CO
Bubbles in a box: Eliminating edge nucleation in cold-atom simulators of vacuum decay
该研究针对冷原子类比实验中边界导致气泡边缘成核、干扰真空衰变探测的问题,提出在边界设置高密度“沟槽”区域的方法,通过欧几里得计算与实时晶格模拟验证其能有效消除边缘成核,恢复宇宙学所需的体成核行为。
2025-07-30 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
Testing models of vacuum energy interacting with cold dark matter
我们测试了真空能量与冷暗物质相互作用的模型,并试图利用当前的观测来探测与$Λ$ CDM模型的可能偏差。我们关注两个特定的模型,$Q=3βHρ_Λ$和$Q=3βHρ_c$。数据组合来自普朗克2013年数据、重子声学振荡测量、Ia型超新星数据、哈勃常数测量、红移空间畸变数据和星系弱透镜数据。对于$Q=3βHρ_c$模型,我们发现它可以被所有的数据组合紧密约束,而对于$Q=3βHρ_Λ$模型,参数之间仍然存在显著的退化。耦合常数的最严格约束是$1σ$水平的$β=-0.026^{+0.036}_{-0.053}$(对于$Q=3βHρ_Λ$)和$β=-0.00045\pm0.00069$(对于$Q=3βHρ_c$)。对于所有的拟合结果,我们发现零相互作用$β=0$总是与数据一致。我们的工作完成了最近Planck 2015论文中关于相互作用暗能量模型的讨论。考虑到这项工作与普朗克2015年的结果,据信,没有证据的模型超出标准的$Λ$ CDM模型从可能的相互作用的角度来看。
2016-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmoglobe DR2. VI. Disentangling hot and cold thermal dust emission with Planck HFI
Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo(奥斯陆大学理论天体物理研究所);Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano(米兰大学物理系);Laboratoire de Physique des 2 infinis – Irène Joliot Curie (IJCLab)(双无穷物理实验室-伊雷娜·约里奥·居里);Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学空间、地球与环境系);Università di Trento(特伦托大学);INFN sezione di Milano(意大利国家核物理研究所米兰分部)
通过Planck HFI数据分离热和冷尘埃发射,提出四组分高分辨率模型,提升热尘分析效率与物理真实性。
2026-01-15 astro-ph.CO
IWDM: The fate of an interacting non-cold dark matter $-$ vacuum scenario
本文利用普朗克CMB、重子声学振荡和Ia型超新星数据,研究相互作用非冷暗物质与真空场景,发现暗物质状态方程非零值以超过68%置信水平受偏好,提示需进一步探索非冷暗物质。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc
Higgs boson and Top quark masses as tests of Electroweak Vacuum Stability
对希格斯玻色子和顶夸克质量的测量可以用来外推能量达到普朗克尺度的标准模型希格斯势。采用NNLO重整化方法,我们发现电弱真空稳定性目前是允许的,讨论了相关的理论和实验误差以及对未来检验的展望:确定了允许存在略低于普朗克尺度的浅伪极小的边界条件,这是一种可能与原初暴胀有关的稳定组态; iii)从电弱真空稳定性的要求出发,导出了I型跷跷板右手中微子质量的保守上限。
2013-02-25 astro-ph.CO hep-ph
Evolution of Vacuum Fluctuations of an Ultra-Light Massive Scalar Field generated during and before Inflation
我们考虑一个超轻标量场,其质量相当于(或轻于)当前宇宙的哈勃参数,并计算了在膨胀期间和之前产生的真空涨落的能量动量张量的时间演化,直到后期的辐射主导和物质主导的宇宙。物态方程从早期宇宙的$w=1/3$转变到现在的$w=-1$,它可以给出我们今天观测到的暗能量的候选者。然后,它在$w=-1$和$1$之间振荡,能量密度的振幅衰减为$a^{-3}$。如果涨落是在哈勃参数$H_I \lesssim 10^{-5} M_{\rm Pl}$的普通暴胀过程中产生的,其中$M_{\rm Pl}$是约化的普朗克尺度,我们需要一个非常大的e折叠数$N \gtrsim 10^{12}$来解释目前的$10^{-3} {\rm eV}$量级的暗能量。如果在普通暴胀之前存在一个具有大哈勃参数$H_P \sim M_{\rm Pl}$的普朗克宇宙,则普朗克暴胀的e折叠数$N \sim 240$是足够的.
2015-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cold or Warm? Constraining Dark Matter with Primeval Galaxies and Cosmic Reionization after Planck
暗物质构成了宇宙中绝大多数的物质,但它的微观本质仍然是一个有趣的谜,对粒子物理学,天体物理学和宇宙学有着深远的影响。在这里,我们揭示了长期存在的问题,无论是暗物质是温暖或寒冷的结合测量星系光度函数的高红移z~10从哈勃太空望远镜与最近的宇宙学数据的再电离历史的宇宙从普朗克任务。我们推导出强大的和严格的边界上的温暖的暗物质粒子的质量,发现目前的数据需要它在2和3千电子伏之间的狭窄范围。此外,我们表明,不超过3千电子伏的质量也同时表明与银河系大小的星系中的卫星的本地数量的天体物理约束,虽然它是在边缘的莱曼α森林的分析紧张。对于质量超过3 keV的暖暗物质和冷暗物质,为了满足普朗克对光学深度的约束,并且不遇到卫星问题,需要调用天体物理过程,抑制质量M_H<几个10^8 M_sun的晕中的星系形成,对应于极限UV星等M_UV~-11。无论如何,我们预测了星系光度函数在M_UV~-12的z~8附近的下降,并强调其详细的形状对粒子物理和小晕中星系形成的天体物理都是非常有用的。这些期望将通过哈勃前沿场和詹姆斯韦伯太空望远镜的出现进行测试,这将使探测星系光度函数的非常微弱的一端达到z~8-10。
2015-08-10 astro-ph.CO
Weyl Current, Scale-Invariant Inflation and Planck Scale Generation
标量场,$ϕ_i$可以非极小地耦合到曲率,并满足一般准则:(i)理论没有质量输入参数,包括普朗克质量;(ii)$ϕ_i$具有任意值和梯度,但经历一般的膨胀和松弛到满足非平凡约束的常值,$K(ϕ_i) =$常数;(iii)这种约束自发地破坏了标度对称性,普朗克质量是动态产生的;(iv)在受约束的标度不变势中,可以存在与慢滚相关的充分暴胀;(v)最终真空可以有一个小到为零的宇宙学常数(vi)真空期望值的大层次可以自然形成;(vii)有一个无害的标量,它自然地避开了无质量标量的通常约束。这些模型是由一个全球外尔尺度对称性和它的保守电流,$K_μ$。在量子水平上,外尔尺度对称性可以通过重整化量的不变规范来维持。
2016-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nonlinear Dynamics of the Cold Atom Analog False Vacuum
我们研究了冷原子系统的非线性动力学,这些系统原则上可以作为假真空衰变的量子模拟器。模拟假真空表现为两组分玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中相对相位的亚稳真空态,由两组分之间的驱动周期耦合引起。在适当的低能量极限,相对相位的演变近似由相对论波动方程表现出真实和虚假的真空配置。在以前的工作中,线性稳定性分析确定了指数增长的短波长模式驱动的时间相关的耦合。这些模式威胁到模拟假真空的不稳定性。在这里,我们采用耦合Gross-Pitaevski方程(GPEs)的数值模拟,以确定这些线性不稳定模式的非线性演化。我们发现,除非一个物理机制修改的GPE短长度尺度上,模拟假真空确实是不稳定的。我们简要地讨论了各种物理预期的修正GPE,可能会采取行动,以消除指数不稳定的模式。为了研究在这种去除机制存在的情况下所产生的动态,我们实施了硬UV截止,排除不稳定模式作为这些校正的简单模型。我们用它来研究从这样一个系统中产生的一系列现象。特别是,我们表明,通过调制的强度的时间依赖性的耦合,它是可能的,以观察之间的二阶和一阶相变的假真空的交叉。
2019-10-09 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
Vacuum energy and the cosmological constant
宇宙的加速膨胀指向宇宙学常数或真空能量密度的一个小正值。我们讨论了最近的想法,宇宙学常数加上大型强子对撞机的结果可能暗示在普朗克尺度附近的临界现象。
2015-03-18 astro-ph.CO hep-ph
Towards the cold atom analog false vacuum
模拟凝聚态系统为在桌面实验中模拟早期宇宙模型提供了一个令人兴奋的机会。我们考虑最近提出的一个模拟凝聚态实验来模拟相对论量子衰变的假真空。在拟议的实验中,两个超冷冷凝耦合通过随时间变化的射频场。在这个系统中,两种凝聚体的相对相位近似地用一个相对论性的标量场来描述,该场的势具有一系列假的和真的真空局部极小值。如果系统建立在假真空中,那么它将通过量子力学隧道效应衰减到真正的真空。如果这样的实验得以实现,就有可能回答量子场论和早期宇宙学中关于非微扰现象的许多悬而未决的问题。在本文中,我们说明了一个可能的障碍:时变耦合,调用创建一个假真空的长波长模式的冷凝物导致系统内的短波长模式通过参数共振的不稳定。我们专注于一个理想化的设置,其中两个凝聚体具有相同的属性和相同的背景密度。通过耦合Gross-Pitaevskii方程(GPE)描述系统,我们使用Floquet理论的机器进行线性稳定性分析,计算与各种实验参数的第一不稳定带相关的波数。然而,我们表明,通过调谐频率的时变耦合,它可能会推动第一个不稳定带的有效性的GPE之外,耗散效应预计阻尼任何不稳定性。这提供了一个可行的实验参数范围,以执行假真空衰减的模拟实验。
2018-07-02 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
Using CMB polarization to constrain the anomalous nature of the Cold Spot with an incomplete sky-coverage
欧空局普朗克卫星的最新结果证实了在宇宙微波背景(CMB)各向异性的统计分布中存在某些异常。最有趣的异常之一是冷点,它首先由Vielva等人(2004年)在WMAP数据中发现。在后来的一篇论文中,Vielva等人(2011)开发了一种方法,通过使用温度和CMB波动的偏振的互相关来探测冷点的异常性质。鉴于这项工作是建立在分析全天空数据的假设下,在本文中,我们扩展这种方法来处理现实的数据集与部分天空覆盖。特别是,我们利用温度点周围的径向和切向偏振模式。我们探索了该方法区分标准高斯CMB场景和替代场景的能力,其中冷点产生于不呈现相关偏振特征的物理过程(例如,拓扑缺陷),作为仪器噪声水平的函数。此外,我们考虑更详细的情况下,一个理想的无噪声实验和那些与预期的仪器噪声水平在QUIJOTE和普朗克实验。我们还提出了一个应用程序的9年WMAP数据,没有能够获得确切的结论,与32%的显着性水平。在理想情况下,替代方案可以在1%左右的显著性水平下被拒绝,而对于QUIJOTE和普朗克实验的预期噪声水平,相应的显著性水平分别为1.5%和7.4%。
2013-05-23 astro-ph.CO
ACT DR6+Planck impact on inflation with non-zero vacuum expectation value and the post-inflationary behavior
Observatório Nacional(国家天文台);Universidade Federal do Rio Grande do Norte(北里奥格兰德联邦大学)
研究ACT DR6+Planck数据对预测大场域中非零真空期望值的膨胀模型的影响,并探讨膨胀后的行为。
2026-05-19 astro-ph.CO
Cold imprint of supervoids in the Cosmic Microwave Background re-considered with Planck and BOSS DR10
我们分析了在红移$0.4<z<0.7$的重子振荡光谱巡天数据Release 10的公开可用的空目录。本文的第一个目标是扩展$z<0.4$以前光谱空洞样品的宇宙微波背景叠加分析。此外,DR 10空洞目录首次提供了光谱探测Granett等人(2008)超空洞目录体积的机会,该目录构成了唯一一组空洞,显示出空洞位置和平均CMB激冷之间的互相关信号的显著检测。我们发现,在光谱DR 10星系目录中确定的空洞的位置通常不符合的Granett等人的位置。超级空洞的重叠体积,尽管存在大的欠密区域的高空洞密度的DR 10。这种未能找到相同的结构与光谱红移可能会出现由于系统的差异,在测光和光谱样品中检测到的空隙的属性。在堆叠测量中,我们首先发现了Granett等人在DR 10卷中提供的50个超级空洞中的35个的$ΔT = - 11.5 \pm 3.7~μK$印记。对于DR10空隙目录,缺乏在堆叠分析中考虑的空隙数量的先验,我们发现相关性测量与无相关性完全一致。然而,对于后验选择的尺寸为$R>65~Mpc/h$的44个最大空隙,测量峰值的幅度为$ΔT = - 9.8 \pm 4.8~μK$,其在幅度和结构数量方面与Granett等人的观察结果匹配,尽管在不同的空隙位置。
2015-06-18 astro-ph.CO
CMB polarization as a probe of the anomalous nature of the Cold Spot
对于Vielva等人2004年在WMAP数据中检测到的非高斯冷点,最有趣的解释之一是,它是由CMB辐射与宇宙结构的相互作用引起的(Cruz等人,2007 b)。在这种情况下,与与GIRF的大波动相关联的典型值相比,在光斑区域中预期缺乏偏振。此外,与引力场的非线性演化有关的其他物理过程也可能导致类似的情况。然而,这些替代方案中的一些(例如,在大尺度结构中的大空隙)已经被证明是非常不可能的。在这项工作中,我们在两个假设下,一个大的高斯点和一个异常的功能,例如,由宇宙纹理产生的偏振特性的冷点。我们提出了一种方法来区分它们,我们讨论了它的歧视权力作为一个函数的仪器噪声水平。特别是,我们解决的情况下,目前的实验,如WMAP和普朗克,和其他在开发中的QUIJOTE。我们发现,对于一个理想的实验,高斯假设可以拒绝在一个显着性水平优于0.8%。虽然WMAP在这方面远远不能提供有用的信息,但我们发现普朗克将能够达到7%左右的显著性;此外,我们还表明,地基实验QUIJOTE可以提供约1%的显著性。如果将这些结果与温度中CS的显著性水平相结合,QUIJOTE和Planck拒绝备择假设的能力分别为0.025%和0.124%。
2010-07-26 astro-ph.CO