Instant preheating in a scale invariant two measures theory

Universality and scaling in multi-field $α$-attractor preheating

We explore preheating in multi-field models of inflation in which the field-space metric is a highly curved hyperbolic manifold. One broad family of such models is called $α$-attractors, whose single-field regimes have been extensively studied in the context of inflation and supergravity. We focus on a simple two-field generalization of the $T$-model, which has received renewed attention in the literature. Krajewski et al. concluded, using lattice simulations, that multi-field effects can dramatically speed-up preheating. We recover their results and further demonstrate that significant analyt…

Preheating in Palatini Higgs inflation on the lattice

We study preheating following Higgs inflation in the Palatini formulation of gravity. We numerically evolve perturbations of the radial mode of the Higgs field and that of three scalars modeling the gauge bosons. We compare the two non-perturbative mechanisms of growth of excitations -- parametric resonance and tachyonic instability -- and confirm that the latter plays the dominant role. Our results provide further evidence that preheating in Palatini Higgs inflation happens within a single oscillation of the Higgs field about the bottom of its potential, consistent with the approximation of a…

QFT approach to dressed particle processes in preheating and non-perturbative mechanism in kinematically-forbidden regime

We provide a quantum-field theoretic formulation of dressed particle dynamics that systematically include particle production and scattering/decay processes in the preheating era. Our approach is based on the so-called perturbation theory in the Furry picture, in which coherent background fields (i.e., inflaton and the expanding Universe) are treated non-perturbatively whereas interactions between dressed particles are taken into account perturbatively. As application, we consider the instant preheating mechanism and compute the number of produced particles explicitly, assuming that the cohere…

NO模型中的充气和预热

Inflation and Preheating in NO models

我们研究暴胀模型，其中的暴胀场的有效势没有最小值，而是逐渐减少，在大$ϕ$。在这样的模型中，暴胀子场在暴胀后不再振荡，它的有效质量变得非常小，因此基于振荡暴胀子场衰变的再加热标准理论不适用。在很长一段时间内，这种非振荡（NO）模型中唯一的再加热机制是基于膨胀宇宙中的引力粒子产生。这种机制效率很低。我们将表明，它可能会导致宇宙学问题与大的等曲率波动和生产过剩的危险遗物，如引力子和模场。我们还注意到，在这些模式中的再加热阶段的初始条件的设置应重新考虑。如果存在暴胀子场$ϕ$与另一个标量场$χ$的相互作用${g^2} ϕ^2χ^2$，则所有这些问题都可以在最近提出的即时预热场景的背景下得到解决。我们表明，即时预热的NO模型的机制是更有效的比通常的引力粒子生产机制，即使耦合常数$g^2$是非常小的，$10^{-14} \ll g^2 \ll 1$。

Multi-field inflation and preheating in asymmetric $α$-attractors

We analyze and compare the multi-field dynamics during inflation and preheating in symmetric and asymmetric models of $α$-attractors, characterized by a hyperbolic field-space manifold. We show that the generalized (asymmetric) E- and (symmetric) T-models exhibit identical two-field dynamics during inflation for a wide range of initial conditions. The resulting motion can be decomposed in two approximately single-field segments connected by a sharp turn in field-space. The details of preheating can nevertheless be different. For the T-model one main mass-scale dominates the evolution of fluctu…

新通胀中的预热

Preheating in New Inflation

在过去的十年中，对混沌暴胀和混合暴胀的预热进行了详细的研究。然而，在新的通货膨胀情景中，再加热期间的非微扰效应实际上仍然没有得到探讨。本文采用解析和数值相结合的方法，对新一轮通货膨胀中的预热现象进行了全面的分析。我们发现，在最简单的新暴胀模型中，暴胀子场的均匀分量的衰减和由此产生的自发对称性破缺过程通常几乎是瞬间发生的：对于GUT尺度上的新暴胀，它只需要场分布的大约5次振荡。均匀暴胀子场的衰减是如此有效，因为快子预热和参数共振的综合效应。在这个阶段，均匀振荡的暴胀子场衰减成暴胀子场的波的集合，具有反暴胀子质量量级的典型波长。这个阶段之后通常是暴胀子场衰变为其他粒子的漫长阶段，这可以用暴胀后再加热的微扰方法来描述。所得的再加热温度通常相当低。

预热-宇宙磁力发电机？

Preheating - cosmic magnetic dynamo ?

我们研究了几种不同模型中预热和膨胀过程中大尺度磁场的放大。预热可以在宇宙学尺度上共振地放大种子场。然而，在存在导电性的情况下，谐振的效果通常被削弱，而所产生的磁场的幅度敏感地取决于在预热和热化阶段期间导电性的演变。此外，我们讨论几何磁化，其中放大的磁场发生通过耦合到曲率不变。由于负耦合不稳定性，这在膨胀期间可以是有效的。最后，我们讨论了打破共形平坦的背景度规，从而磁场可以通过在度规预热标量度规扰动的增长刺激。

预热与爱因斯坦场方程

Preheating and the Einstein Field Equations

我们开创了一个框架，用于研究通货膨胀后的预热和参数共振，而不诉诸任何近似，无论是在引力微扰理论或场的演化。我们通过数值求解后暴胀宇宙中的爱因斯坦场方程来做到这一点。在这封信中，我们展示了如何比较我们的结果规范不变微扰理论。然后，我们验证了Finelli和Brandenberger对$m^2ϕ^2$暴胀中超视界模的分析（hep-ph/9809490），表明它们不会被共振效应放大。最后，我们对模式之间的非线性耦合进行了初步的研究，这在原始度规扰动经历参量放大的模型中是很重要的。

Different reheating mechanisms in quintessence inflation

Different well-know ways to reheat the universe such as instant preheating, the creation of particles nearly or conformally coupled with gravity, or from the decay products of a curvaton field, are revisited and discussed in detail in the framework of quintessence inflation, where the inflaton field at the end of inflation, instead to oscillate, rolls monotonically towards the infinite to drive the universe to a kination regime. For any kind of these preheating (particle creation) mechanisms, in order to calculate the reheating temperature, we point out the importance of the Big Bang Nucleosyn…

充气后预热的共振结构

Structure of Resonance in Preheating after Inflation

我们考虑了$1/4 λϕ^4 + 1/2 g^2ϕ^2χ^2 $理论中的预热问题，其中经典的振荡暴胀子场$ϕ$衰变为$χ$ -粒子和$ϕ$ -粒子.参数共振，导致粒子生产在这个共形不变的理论描述的拉梅方程。它与二次势理论中的共振有很大的不同。共振的结构以一种相当重要的方式依赖于参数$g^2/λ$。我们构造了任意$g^2/λ$的稳定性/不稳定性图。我们给出了简单的解析解描述的共振在极限情况下$g^2/λ\ll 1$和$g^2/λ\gg 1$，并在理论与$g^2=3λ$，与$g^2 =λ$。从$χ$的参数共振的观点来看，具有$g^2=3λ$的理论和具有$g^2 =λ$的理论分别与理论$1/4 λϕ^4$和N分量标量场$ϕ_i$在极限$N \to \infty$中的理论$λ/(4 N) (ϕ^2_i)^2$具有相同的结构。我们表明，在一些共形不变的理论，如最简单的模型$1/4 λϕ^4$，共振可以终止前很久$<χ^2>$或$<ϕ^2 >$成为$ϕ^2$的顺序所产生的粒子的逆反应。我们分析的变化，在这个模型中出现的暴胀子场具有小质量的再加热理论。

关于Ekpyrotic宇宙中标度不变熵微扰产生的注记

Note on the production of scale-invariant entropy perturbation in the Ekpyrotic universe

在简单Ekpyrotic模型中采用标准熵机制产生近似标度不变的高斯原始微扰时，熵方向是快中子不稳定的。本文研究了Ekpyrotic宇宙中尺度不变熵微扰通过非极小耦合的稳定产生。在这个模型中，非最小耦合无质量标量场作为旁观者，并通过引入非最小耦合来稳定。它总是对应于熵场在收缩和适当的耦合可以得到一个标度不变的频谱。这种情况下需要额外的机制，如曲率或调制预热转换后的熵扰动的曲率扰动反弹。

超对称高尺度暴胀中的再加热

Reheating in supersymmetric high scale inflation

受参考文献\cite{am1,am2}的启发，我们分析了在超对称性中暴胀子衰变是如何使宇宙再热的。在非超对称情况下，暴胀子通常通过预热而衰变，除非它与其他场的耦合非常小。人们会天真地认为，超对称性增强了玻色子的预热，因为它引入了新的标量，如平方子和slepton。相反，我们指出，预热是不可能在超对称性。原因是标量势中的平坦方向，按slepton和squark场的规范不变组合分类，在早期宇宙中一般都朝着大真空期望值（VEV）移动。他们通过标准模型汤川耦合，这在运动学上阻止VEVs $> 10^{13}$ GeV的预热，诱导超对称保持质量的暴胀子衰变产物。只有在平坦方向开始振荡之后，并且一旦平坦方向VEV充分红移，才允许衰减。对于具有弱尺度超对称性的模型，这通常发生在哈勃膨胀率：$H \simeq (10^{-3}-10^{-1}) {\rm TeV}$，此时暴胀子在微扰状态下衰变。据我们所知，这是第一次在超对称性中正确处理暴胀子衰变到标准模型粒子的分析。有许多重要的结果：没有危险的超对称遗迹（特别是引力子）的过度生产，超重暗物质的共振激发，以及没有通过非微扰产生右手中微子的非热leptogenesis。最后，超对称平坦方向甚至可以通过不让辅助场变成快子场来破坏混合暴胀。