Probing Reheating with Gravitational Waves from Graviton Bremsstrahlung
本研究基于三篇相关工作，分析暴胀再加热期间引力子轫致辐射产生的原初引力波特征，指出其谱型由暴胀子势和耦合类型决定，该随机引力波背景可被下一代高频引力波探测器探测，为研究再加热动力学提供新途径。
2024-05-15 astro-ph.CO hep-ph
Pre-thermalized Gravitational Waves
本文提出预热化阶段由暴胀子衰变产物主导的引力波产生机制，通过求解玻尔兹曼方程比较四种渠道，发现暴胀子与reheaton散射占主导，并指出低暴胀子质量情形下该引力波谱可被未来实验探测。
2025-07-22 astro-ph.CO hep-ph
Irreducible Graviton Floor from Reheating
McGill University（麦吉尔大学）
研究重子衰变过程中引力子辐射的不可约随机引力波背景，通过 Weinberg 定理确定谱的红外分支，发现谱最大值随 n 变化而变化，预测 GHz 频率以上可达到 10^-17 级信号。
2026-05-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing Reheating with Graviton Bremsstrahlung
本文研究了暴胀再加热期间引力子轫致辐射产生的随机引力波谱，分析了暴胀子衰变与湮灭两种情景，发现两者在引力波振幅、频率和红移特征上存在显著差异，未来高频引力波探测器有望借此区分不同再加热情景。
2024-01-09 astro-ph.CO hep-ph
Inflaton Oscillations and Post-Inflationary Reheating
我们详细分析了暴胀子振荡的一般形式的潜在$V(ϕ) = ϕ^k$，考虑到非瞬时再加热的影响的微扰衰减。我们表明，温度的演化作为宇宙尺度因子的函数依赖于自旋统计的最终状态衰变产物时，$k > 2$。我们还包括暴胀引起的质量的最终状态，导致无论是运动学抑制或增强，如果最终状态分别是费米子或玻色子。我们计算膨胀后达到的最高温度，随后的温度演变和最终的再热温度。我们应用我们的结果计算的暗物质丰度通过热散射过程中再加热。我们还提供了一个例子的基础上的超对称性的耦合的暴胀子的物质。
2021-04-07 astro-ph.CO hep-ph
Bremsstrahlung High-frequency Gravitational Wave Signatures of High-scale Non-thermal Leptogenesis
本研究提出暴胀子衰变产生的引力子轫致辐射可探测非热轻子生成，其形成的高频引力波背景受跷跷板模型条件约束，且贡献的暗辐射在未来实验探测范围内。
2023-08-26 astro-ph.CO hep-ph
On the oscillations of the inflaton field of the simplest $α$-attractor T-model
本文解析研究了最简单的$\alpha$-吸引子T模型中暴胀子场振荡的平均状态方程，发现其可能表现为宇宙学常数并引发振荡暴胀，但持续时间有限。
2023-09-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Match Made in Heaven: Linking Observables in Inflationary Cosmology
University of Nottingham（诺丁汉大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Institute for Basic Science（韩国基础科学研究院）
研究早期宇宙可观测量是否独立，发现膨胀扰动理论中奇偶性奇 sector 中的可观测量并非独立，通过动态陈-西蒙斯引力理论推导出三阶关联函数的表达式，将其表示为双阶谱的二次组合。
2026-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave from Graviton Bremsstrahlung during Reheating
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院理论物理研究所）；New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）；PRISMA+ Cluster of Excellence and Mainz Institute for Theoretical Physics Johannes Gutenberg University（约翰内斯·古腾堡大学PRISMA+卓越集群和迈因茨理论物理研究所）；Instituto de Física, Universidad de Antioquia（安蒂奥基亚大学物理研究所）
研究暴胀再加热期间暴胀子衰变通过轫致辐射产生引力子，用两种计算技术，得出三体微分衰变率，计算再加热时随机引力波背景，通过\(\Delta N_\text{eff}\)约束其能量密度，预计探测器对其探测灵敏度。
2026-07-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-perturbative production of matter and rapid thermalization after MSSM inflation
最小超对称标准模型中的LLe { \it slepton}的{ \it规范不变量}组合是少数几个可以自然解释可观测扇区的布居和暴胀后物质的产生的暴胀子候选者之一。暴胀结束后，暴胀子相干振荡的最低点的潜力，这是一个点的{ \it增强规范对称}。这就导致了规范/高吉诺和轻子量子的非微扰产生的爆发。这些量子随后的衰变非常快，导致暴胀子能量通过{ \it instant}预热极其有效地转移到夸克。在每次暴胀子振荡期间，大约20%的暴胀子能量密度被消耗。然而，所有标准模型的自由度（以及它们的超对称伙伴）{ \it}不会立即热化，因为大的暴胀子真空期望值破坏了电弱对称性。在大约100次振荡之后--尽管是在一个哈勃时间内--暴胀子振荡的振幅变得足够小，所有的自由度都将热化。这提供了迄今为止最有效的再加热宇宙与观察到的自由度。
2011-05-23 astro-ph.CO hep-ph
Testing Axionic Dark Matter during Gravitational Reheating
本文探讨了在纯引力再加热期间，通过失配机制和引力子介导散射产生轴子暗物质，确定了满足观测丰度及BBN、CMB约束的参数空间，并指出了轴子与引力波实验在探测该空间时的互补性。
2024-04-23 astro-ph.CO hep-ph
Oscillations in the inflaton potential: Complete numerical treatment and comparison with the recent and forthcoming CMB datasets
在众多的暴胀模型中，导致原始标量谱中的特征的模型正引起越来越多的关注，因为已经发现某些特征比传统的、几乎尺度不变的原始谱更适合CMB数据。在这项工作中，我们进行了一个完整的数值分析两个模型，导致在标量功率谱的所有尺度的振荡。我们考虑了由正弦调制叠加的二次势描述的模型和最近流行的轴子单值模型。由于振荡持续到弧分尺度，除了WMAP数据，我们还比较了模型与ACT的小尺度数据。虽然，这两个模型，广泛地说，在频谱中的振荡的结果，有趣的是，我们发现，虽然单值模型导致一个相当好的拟合的数据相比，标准的幂律谱，叠加的二次电位与正弦调制没有改善拟合到类似的程度。我们还进行了预测的参数使用模拟普朗克数据的模型。我们表明，普朗克模拟数据的约束模型参数相比，目前可用的CMB数据集的表现更好。
2012-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Stochastic Gravitational Waves from Inflaton Decays
由于引力相互作用的普遍性，人们普遍认为在再加热期间，暴胀子随引力子的发射而发生微扰衰变时，会形成随机的引力波（GW）背景。在此之前，文献中只考虑了暴胀子主要衰变为一对轻标量和/或费米子粒子的模型。在本文中，我们专注于与矢量粒子对的情况下，在最终的衰变产物。给出了两种典型的引力暴胀子与矢量场耦合情况下三体引力暴胀子衰变的微分衰变率，并据此预测了它们各自的GW频谱。结果表明，与标量和费米子的情况类似，所获得的GW光谱的频率太高，无法通过当前和不久的将来的GW探测实验观察到，并要求设计一种新的高频GW探测器。
2019-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On adiabatic invariant in generalized Galileon theories
我们认为背景动力学的广义伽利略理论的背景下，通货膨胀，重力和暴胀是非最低限度地相互耦合。在暴胀子振荡区，哈勃参数和能量密度在许多情况下剧烈振荡，这与具有最小耦合暴胀子的爱因斯坦引力相反。然而，我们发现，有一个绝热不变量的暴胀子振荡制度在任何广义伽利略理论。这个绝热不变量对于估计宇宙的膨胀规律和由于哈勃参数振荡引起的粒子产生率是有用的。
2015-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Viable Vector Coherent Oscillation Dark Matter
本文通过动力学函数耦合抵消哈勃质量项，并引入曲率子避免扰动约束，构建了质量范围从 $10^{-21}$ eV 到 1 eV 的可行矢量相干振荡暗物质模型。
2023-03-07 astro-ph.CO hep-ph
Possible existence of viable models of bi-gravity with detectable graviton oscillations by gravitational wave detectors
我们在无鬼双引力理论的基础上讨论了引力子振荡。我们指出，这个理论具有一个自然的宇宙学背景解，它非常接近于广义相对论的情况。此外，引力子质量的有趣的参数范围，这可以通过引力波的观测来探索，并没有被太阳系测试的约束所排除。因此，引力子振荡与可能的反啁啾信号将是一个有趣的科学目标的KAGRA，先进的LIGO，先进的Virgo和GEO。
2013-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Graviton Creation by Small Scale Factor Oscillations in an Expanding Universe
我们处理引力子的量子产生的小尺度因子振荡周围的平均膨胀的宇宙。在标准的广义相对论中，这种振荡可能是由均匀的、最小耦合的标量场的振荡引起的。它们也可以出现在修正的引力理论中，其中一项与引力作用量中的里奇标量的平方成正比。在这两种情况下，引力子波方程是不同的，导致产生速率略有不同。这两种情况下处理使用微扰方法由于Birrell和Davies，涉及共形耦合参数的扩展，以计算产生的引力子的数量密度和能量密度。讨论了宇宙学对当前引力子能量密度和振荡无量纲振幅的限制。我们还讨论了由于这种引力子浴引起的时空几何涨落所产生的量子系统的退相干。
2016-10-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reheating and Post-inflationary Production of Dark Matter
我们进行了系统的分析暗物质生产过程中的后暴胀再加热。在指数膨胀期之后，暴胀子开始衰减时的阻尼振荡期。这些振荡和热化衰变产物的温度演化依赖于暴胀子势$V(Φ)$的形状。我们考虑$Φ^k$形式的势。$k=2$发生标准物质主导的振荡。一般来说，暗物质的产生可能取决于膨胀后的最高温度或再加热温度，后者是在宇宙成为辐射主导时定义的。我们发现，暗物质的生产是敏感的暴胀子潜力，并在很大程度上依赖于最高温度时，$k>2$。我们还考虑了质量大于再加热温度的暗物质的产生。
2020-06-22 astro-ph.CO hep-ph
An Entangled Universe
提出早期宇宙暴胀期的量子特征：引力子与暴胀标量场相互作用产生偏振纠缠态，并在视界交叉处通过Bell实验形成可测量的量子印记，指出该特征可通过星系高阶相关函数的晕偏差和内禀对齐进行观测。
2024-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Graviton-photon oscillation in alternative theories of gravity
在本文中，我们研究了引力子-光子振荡在一个外部磁场的存在下，在替代理论的引力。而有效折射率的电磁辐射的影响已经被认为是在文献中，我们开发的第一种方法，考虑到修改的预测引力波在引力子-光子混合现象的引力理论。
2018-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Correlators from a Kaluza-Klein Graviton Continuum
RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)（理化学研究所交叉理论与数学科学中心）
该研究在类RS2暴胀膜世界框架下，建立连续场介导的暴胀关联函数谱表示，发现原初关联函数的对数振荡因卡鲁扎-克莱因引力子连续谱的叠加而退相干，偏差编码了连续高能谱结构。
2026-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Bell Experiment in an Entangled Universe
University of Barcelona（巴塞罗那大学）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；INAF- Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究学院）
本文提出早期宇宙中量子特征的可能签名，通过引力子极化纠缠态进行贝尔实验，从而在标量四点相关函数中留下测量印记。
2026-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A large change in the predicted number of small halos due to a small amplitude oscillating inflaton potential
在计算原始功率谱时，通常假设一个平滑的暴胀子势，隐含地假设暴胀子势中非常小的振荡在预测的晕质量函数中产生可以忽略的变化。我们证明这是不正确的。我们发现，一个小的振荡扰动的暴胀子潜在的慢滚制度可以显着改变预测的小晕的数量。由超引力理论导出的一类模型产生了具有大量阶跃的暴胀子势，许多transplanckian效应可能会在原始功率谱中产生振荡。我们研究的潜力是简单的二次（混沌膨胀）潜在的叠加小振荡小字段值。在不离开慢滚制度，我们发现，对于一个广泛的选择参数，预测的晕的数量变化明显。例如，对于10^7-10^8太阳质量范围内开始的振荡，我们发现混沌势的振幅只要改变5%，质量在10^7-10^8太阳质量之间的晕的数量就会减少50%，而质量小于10^6太阳质量的晕的数量就会增加15 ~ 50倍。我们认为，这可能是一个解决办法，缺乏观测到的矮星系在10^7-10^8太阳质量的范围内的问题。这也可能是一个解决再电离问题的方法，因为需要大量的第三星族恒星处于低质量晕中。
2010-06-10 astro-ph.CO
Decoherence of Gravitational Wave Oscillations in Bigravity
跟进我们最近的研究，我们认为制度的引力子质量和引力波传播距离的波包的消相干发挥了重要作用的现象。这种机制特别令人感兴趣，因为它可以导致来自聚并事件的引力波中非常惊人的回声事件现象。在这种情况下，实验搜索的力量在于它对大范围的引力子质量变得敏感，而不依赖于特定的产生机制。因此，我们能够把新的相关限制的参数空间的引力子混合角。
2018-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Graviton-photon oscillation in a cosmic background for a general theory of gravity
该研究在宇宙学场景下考虑背景宇宙磁场与不同引力框架，探究引力子-光子振荡现象，得到表征转化概率衰减的阻尼项，并指出退相干效应对该现象的潜在相关性。
2023-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Power spectrum oscillations from Planck-suppressed operators in effective field theory motivated monodromy inflation
我们考虑暴胀的唯象模型，其中暴胀子是复标量场$Φ$的相位。$\mathcal O(f^5/M_\mathrm{pl})$的普朗克抑制算符在衰变常数$f$的一阶上修改vev $\langle Φ\rangle$的几何形状，这在正则归一化暴胀子$ϕ$的定义中增加了一阶周期项。这种对暴胀子的修正在势$V \sim θ^p$中引入了固定数目的额外振荡项。我们在一个玩具场景中得出了同样的结果，其中真空$\langle Φ\rangle$是具有任意大偏心率的椭圆。这些额外的振荡改变了功率谱的形式作为尺度$k$的函数，并提供了一种可能的机制，用于区分EFT激发的暴胀与角位移对称性是规范对称性的模型。
2015-11-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Graviton-Photon Oscillations in an Expanding Universe
本文研究膨胀宇宙中由格特森施泰因效应引起的光子-引力子振荡，发现其仅在特定共形时间或波长条件下可能发生且最终衰减或冻结，并指出混合长度大于哈勃半径的问题及可能的补救方案。
2024-04-01 astro-ph.CO gr-qc
Stochastic Gravitational Waves from Particle Origin
本文提出暴胀子引力三体衰变可产生显著的粒子起源随机引力波背景，其引力子或贡献暗辐射并由未来CMB探测，且在高频能段占主导但超出实验灵敏度。
2023-02-13 astro-ph.CO hep-ph
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
Detectability of bigravity with graviton oscillations using gravitational wave observations
无幽灵双引力理论中的引力波形与广义相对论中的引力波形有偏差。主要的区别是由双引力理论中的引力子振荡引起的。我们探讨了引力子振荡引起的引力波波形修正的探测前景以及利用引力波观测约束双引力参数的前景。我们考虑的双引力模型讨论的De Felice-Nakamura-Tanaka子集的双引力模型，和唯象模型，其中的双引力参数被视为独立变量。在两种模型中，双重力波形都表现出很强的振幅调制，振幅的最大峰值可能存在一个特征频率，该频率取决于双重力参数。我们表明，有一个先进的地基激光干涉仪，如先进的LIGO，先进的处女座，和KAGRA的双重力参数的可检测区域。该区域对应于唯象模型中$μ\geq 10^{-17}~{\rm cm}^{-1}$对$\tilde{c}-1 \geq 10^{-19}$的有效引力子质量，而$μ\geq 10^{-16.5}~{\rm cm}^{-1}$对双引力模型的De Felice-Nakamura-Tanaka子集中的$κξ_c^2 \geq 10^{0.5}$的有效引力子质量，其中$\tilde{c}$是大质量引力子的传播速度，$κξ_c^2$对应于广义相对论中引力常数的修正。现有的太阳系测试并没有排除这些区域。我们还表明，在$1.4-1.4M_{\rm sun}$二进制的情况下，在$200~{\rm Mpc}$的距离，$\logμ^2$确定与${\cal O}$（…
2015-04-01 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics of the inflaton scalar field for a certain class of E-model potentials
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation (IZMIRAN) of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普尔科夫地球磁场、电离层和无线电波传播研究所）
研究某类结合Starobinsky模型和α吸引子模型性质的E模型中暴胀标量场动力学，用慢滚近似等方法获解析表达式，导出Hill方程研究微扰演化，发现宇宙学膨胀限制标量模式共振增长，张量涨落无共振放大。
2026-07-14 astro-ph.CO
Effects of discontinuities of the derivatives of the inflaton potential
我们研究的一类功能的暴胀子潜在的影响，对应于其衍生物的不连续性。我们进行了充分的数值计算，并推导出解析近似的曲率扰动谱和双谱与数值结果吻合良好。原始扰动的谱在尺度$k_0$周围有振荡，当特征发生时，尺度在$τ_0$离开视界，振荡的振幅和相位由不连续的大小和阶数决定。压缩极限和等边极限下的大尺度双谱具有非常相似的形式，并且被线性抑制。在压缩和等边小尺度极限下，双谱都具有振荡行为，其相位依赖于决定不连续性的参数，其振幅与尺度成反比。鉴于这类特征的普遍性，它们可以用来对观测数据中遇到的不同类型的非高斯特征进行现象学建模或分类，例如宇宙微波背景辐射或大尺度结构。
2015-10-20 astro-ph.CO
Generalized Models for Inflationary Preheating: Oscillations and Symmetries
研究近似共形对称及其二次破缺下的暴胀再加热模型，通过非线性振荡解、Hill 方程和稳定性图揭示宇宙膨胀使参数共振更不稳定的新机制。
2024-11-07 astro-ph.CO hep-ph math-ph
Non-Gaussianity from violation of slow-roll in multiple inflation
多重暴胀是一个基于N=1超引力的模型，其中暴胀子的质量会突然变化，因为它耦合到“平坦方向”标量场，当宇宙冷却时，标量场会经历对称破缺相变。由此产生的短暂违反慢滚演变产生一个非高斯信号，我们发现是振荡的，并产生f_NL ~ 5-20。这是潜在的检测，例如普朗克，但需要新的双谱估计这样做。我们还得到了一个模型无关的结果有关的周期振荡的相变在通货膨胀期间的原始曲率扰动所产生的暴胀的周期。
2010-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Model Independent Approach to (p)Reheating
在本文中，我们提出了一个独立于模型的暴胀（p）再加热框架。我们的方法类似于暴胀的有效场论，然而这里暴胀子振荡提供了（离散）对称性破缺的额外来源。利用非线性实现时间同态不变性的Goldstone场，我们为暴胀和再加热扇区构造了一个独立于模型的作用。利用层次结构的尺度存在于再加热过程中，我们能够恢复已知的结果在文献中以更简单的方式，包括在原始功率谱的振荡的存在。我们还构建了一类模型，其中暴胀子的移位对称性在再加热过程中被保留，这有助于减轻过去对自然暴胀模型中（p）再加热的批评。我们的框架的扩展建议分析调查非线性效应（如再散射和回反应）热化过程中，而不诉诸晶格方法的可能性。通过构造，EFT将许多这些相互作用的强度与理论中的其他算子联系起来，包括那些负责（p）再加热效率的算子。最后，我们讨论了我们方法的局限性和挑战。
2015-07-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On the oscillation-driven cosmological expansion at the post-inflation stage
研究了膨胀宇宙中暴胀子标量场围绕奇异势极小值振荡的动力学。得到了描述宇宙膨胀晚期的渐近公式。文中还简要讨论了振荡的稳定性问题和有关的场分裂现象。
2016-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Delayed Reheating and the Breakdown of Coherent Oscillations
我们分析了暴胀结束后暴胀子场和度规中扰动的演化。我们提出了精确的解析近似的扰动，表明相干振荡的后暴胀凝聚必然打破之前，任何目前的现象学约束要求宇宙成为辐射为主。此外，崩溃发生在长度尺度上，相当于共同运动的后暴胀视界的大小。这项工作对暴胀“匹配”问题和后暴胀宇宙中可能产生的随机引力波背景都有意义。
2010-11-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Resonant Graviton-Photon Conversion with Stochastic Magnetic Field in the Expanding Universe
本研究探讨宇宙磁场引发的引力子-光子振荡，采用微扰方法发现随机磁场模型中转换概率可共振增强，结合宇宙膨胀退相干效应得出与传统模型不同的结果，为高频引力波和原初磁生成研究提供新观测路径。
2024-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Two-Field Open Inflation by Resonant Signals in Correlation Functions
我们推导出振荡信号的关联函数在两个领域的开放的通货膨胀的装置中的形式主义，这样的签名是由共振之间的振荡在隧道场和起伏的暴胀在曲率占主导地位，中间和随后的暴胀制度。虽然振幅是依赖于模型的，我们发现不同的振荡的功率和双谱，可以作为一个直接的探针的曲率占主导地位的阶段，从而间接地，加强索赔的字符串景观，如果他们被观察到。我们评论的前景，检测这些泄漏的迹象，在目前的实验，这是具有挑战性的，但不是不可能的。在技术层面上，我们特别注意的截断波动的适用条件轻（暴胀）场和推导的上限的振荡振幅的重场。违反这些界限，需要在扰动水平的多场分析。
2013-02-15 astro-ph.CO hep-th
