Vacuum decay and bubble nucleation in $f(R)$ gravity
本文研究了$f(R)$高曲率引力模型中的真空衰减和气泡成核。在Coleman-De Luccia(CDL)分析的基础上,我们给出了在薄壁近似下计算一般$f(R)$引力的欧氏作用量和反弹解的形式.我们计算了Starobinsky模型及其更高次幂扩展的有核气泡的大小和衰变指数。我们已经表明,在Starobinsky模型与一个典型的潜在的有核气泡有一个更大的尺寸相比,CDL气泡和较低的隧穿速率。然而,对于Starobinsky模型的更高幂次扩展,气泡的尺寸和隧穿指数可以大于或小于CDL气泡,这取决于模型参数。作为一个反直觉的例子,我们已经表明,一个气泡的尺寸比CDL气泡,但具有更高的成核率可以形成在$f(R)$重力。
2018-10-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Gravitational Waves in the Cosmic Bubble Chamber
我们探讨了遗迹引力波对夸克-胶子等离子体到低密度强子气体的原始相变的影响,该相变发生在开始后约$10^{-5}$ s。我们表明,引力波,通过做工作的流体,调制的局部体积,造成压力调制,无论是抑制或提高气泡空化率。提高的速率是显著的,这意味着相变可能比不考虑这种相互作用更早发生。
2019-03-29 astro-ph.CO
Tunneling and propagation of vacuum bubbles on dynamical backgrounds
在由一阶相变与大的成核率相比,逆动力学时间尺度的母泡产生的泡沫宇宙的背景下,我们通常的分析扩展到非真空背景。特别是,我们提供了半解析和数值结果的修改成核率FLRW背景,以及传播到非均匀(LTB)或FLRW时空的气泡壁的参数研究,无论是在薄壁近似。我们表明,在我们的模型中,背景中的物质往往会阻止泡沫成功膨胀,并迫使它们崩溃。对于它们确实膨胀的情况,我们给出了为什么对内部时空的影响在一个合理的参数范围内很小的论点,并讨论了所采用的近似的局限性。
2009-11-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes from spectator field bubbles
研究了非对称多项式势场中光场的演化。在暴胀期间,随机波动使观众场偏离其势的全局最小值,填充假真空状态,从而允许假真空泡沫的形成。通过使用晶格模拟,我们表明,这些气泡开始收缩,一旦他们重新进入视界,如果足够大,崩溃成黑洞。这个过程通常会导致原始黑洞的形成,由于它们的质量函数的特定形状,它们被限制在最多产生总暗物质丰度的1%。然而,由此产生的人口可以在LIGO-Virgo实验中观察到引力波信号,为超大质量黑洞提供种子,或者在早期宇宙中引起瞬态物质主导的阶段。
2021-12-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Bubble Universes With Different Gravitational Constants
我们讨论了一个由弦景观背景激发的场景,我们的宇宙是由一个新的真空泡嵌入一个旧的泡沫和这些泡沫宇宙不仅有不同的宇宙学常数,但也有自己不同的引力常量。我们研究这些影响的原始曲率扰动。为了构造一个变引力常量的模型,我们采用了Jordan-Brans-Dicke(JBD)理论,其中不同的标量场的期望值产生了常数的差。在这个系统中,我们研究了气泡宇宙的成核和分隔两个时空的壁的动力学。特别地,超视界尺度上的原始曲率扰动可以作为边界效应受到壁面轨迹的影响。我们证明了在泡外宇宙中,引力常量的影响可以在大尺度上提供一个类似于凸点的峰值特征。
2015-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Monochromatic Mass Spectrum of Primordial Black Holes
研究慢滚暴胀期间非微扰跃迁产生的亚稳态真空泡坍缩成原初黑洞的问题,发展了新跃迁速率估算技术,发现生成的原初黑洞质量谱近乎单色,且质量可落入小行星范围从而构成全部暗物质。
2023-11-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial gravastar from inflation
在膨胀过程中,dS泡可以自发成核,并将被宇宙膨胀拉伸到天体物理尺度。我们报告了一个新的现象,这样的泡沫可能会发展成为重力星(一个超紧凑的对象与dS核心)后,通货膨胀,见证了通货膨胀的发生,并会生存到今天。据指出,如果一个原始引力星参与了LIGO/Virgo引力波(GW)事件之一,合并后的对象可能是一个引力星,最终将崩溃成一个黑洞。结果,后期GW振铃波形将呈现一系列“回波”,其间隔随时间增加。
2018-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bubble nucleation and inflationary perturbations
在这项工作中,我们研究了原始暴胀微扰上的气泡成核印记。我们假设气泡是通过观众场从其势的假真空隧穿到其真真空而形成的。我们考虑的配置中,可观察到的CMB球最初是在泡沫之外。随着气泡膨胀,越来越多的外部假真空区域,包括我们的CMB球,落入气泡内部。在膨胀过程中,当气泡壁与可观测的CMB球碰撞时,离开视界的模式受到的影响最大。气泡壁诱导的曲率扰动的两点函数的非平凡的各向异性和尺度相关的修正。估计了曲率扰动和CMB功率谱的对角和非对角元素的修正。
2017-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Collisions of false vacuum bubbles in cylindrical symmetry
本文研究了经典广义相对论中两个圆柱形气泡在标量场应力-能量张量作用下的碰撞。在每个气泡内部,场处于具有非负能量密度的势的局部最小值。在磁场之外,势能为零,即全局最小值。计算解决了从内de-Sitter区域到渐近平坦闵可夫斯基时空的连接。我们选择的初始条件,使两个气泡碰撞和研究充分的非线性演化的爱因斯坦方程的二维数值模拟。碰撞产生一个强烈的相互作用的区域,空间变化的领域和潜力。这些情况促进了对潜在景观的动态探索。没有视界存在,标量曲率不变量最终发散。我们推测,在碰撞的球形气泡的类似情况下,类似史瓦西的视界将只包含时空中复杂而有趣的区域的一部分。
2017-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation of small true vacuum bubble by quantization of Einstein-Hilbert action
研究了无物质和无标量场的真空小泡的爱因斯坦-希尔伯特作用量的量子化。作用量的量子化在Hamilton-Jacobi方程中引入了一个额外的势项,称为量子势,它给出了气泡标量因子$a$的指数展开解。我们发现,指数膨胀的气泡继续以一个短的周期(约普朗克时间$t_p$),无论是封闭的,平坦的或开放的气泡。当气泡变大时,指数膨胀自发地结束,即,气泡的标量因子$a$接近普朗克长度$l_p$。我们证明了慢卷暴胀模型中的标量场势起作用的是小真空泡的量子势。利用量子隧穿的图像,计算了暴胀过程中的粒子产生率,表明暴胀产生的粒子具有再加热宇宙的能力。
2015-03-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bubble collision with gravitation
在本文中,我们研究真空泡碰撞与各种潜在的,包括引力,假设球,平面和双曲对称。我们使用双零形式主义的数值计算。球面对称性可以模拟通过多个气泡碰撞形成黑洞的过程。平面对称,特别是双曲对称描述了两个气泡的碰撞。我们研究这两种情况下,当两个真正的真空区域具有相同的场值或不同的场值,通过改变张力。对于后一种情况,我们还测试了对称和不对称的气泡碰撞,并看到因果结构的细节。如果碰撞能量足够,那么真空可以不稳定,这也被证明了。这种双零形式主义可以是一个互补的方法,在气泡碰撞的背景下。
2012-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bubbles kick off primordial black holes to form more binaries
本文通过数值相对论首次模拟黑洞与气泡壁碰撞,发现其导致质量增长、引力波辐射和动量反冲,使原初黑洞双星形成率翻倍,加强了对原初黑洞丰度的观测约束。
2025-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamics of false vacuum bubbles with trapped particles
本研究通过模拟泡-粒子系统,发现粒子在泡壁的质量增加及其反作用可减缓或逆转假真空泡的坍缩,从而降低其形成黑洞的可能性。
2023-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from QCD Axion Bubbles
我们提出了一个方案,其中一个强大的Peccei-Quinn(PQ)对称性破缺在早期宇宙中的初始QCD轴子场值的大的不均匀性的结果,导致非常密集的轴子泡的形成。一些轴子泡随后坍缩成原始黑洞(PBH)。QCD轴子的空间均匀部分解释了宇宙的暗物质,而轴子泡产生的PBH可以解释LIGO事件或超大质量黑洞的种子。有趣的是,PBH的质量是由轴子衰变常数决定的;对于$f_a = 10^{17} (10^{16})$ GeV,PBH的质量大约比$10 (10^4) M_\odot$重。此外,轴子微团簇也是由轴子气泡形成的,比PBH更丰富,并且它们的质量预计会比基于膨胀后PQ对称性自发破缺的通常情况下更重。
2020-06-23 astro-ph.CO hep-ph
Eternal Inflation, Bubble Collisions, and the Disintegration of the Persistence of Memory
我们计算了在膨胀的假真空中气泡碰撞的概率分布。我们的分析概括了Guth,Garriga和Vilenkin以前的工作,气泡内的一般宇宙演化的情况下,并考虑到碰撞气泡之间形成的域壁的动力学。我们发现,加入这些效应后,结果发生了显著的变化:在一个典型观测者的光锥中,气泡碰撞的总期望次数为N ~ γV_f / V_i,其中γ是假真空的最快衰减速率,V_f是假真空的真空能量,V_i是气泡内膨胀时的真空能量。在不进行调整的真实模型中,此数字可能很大。此外,我们还计算了宇宙微波背景天空中碰撞的角位置和尺寸分布,证明了可观测角尺寸的气泡数为N_{LS} \sim \sqrt{Ω_k} N,其中Ω k为观测时曲率对总密度的贡献。分布几乎完全是各向同性的。
2009-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Origin of Supermassive Black Holes from Axion Bubbles
本文修正了轴子气泡形成原初黑洞的模型,通过Peccei-Quinn标量在暴胀期间沿径向滚落来抑制轴子涨落,从而在避免观测限制的同时产生足量原初黑洞作为超大质量黑洞的种子。
2023-10-20 astro-ph.CO hep-ph
Double-layered vacuum bubbles and cosmological phase transitions
School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences(杭州高等研究院基础物理与数学学院,中国科学院大学);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(物理科学学院,中国科学院大学);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(理论物理研究所,中国科学院);School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University(物理与天文学院,中山大学)
研究多真空环境下双层真空气泡的形成与演化,通过格点模拟展示飞越过渡如何产生双层气泡,揭示其动态特征对引力波和重子生成的影响。
2026-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Vacuum decay in the presence of a cosmic string
我们研究了dS时空中存在宇宙弦时的假真空衰变和气泡成核。宇宙弦在其周围的时空中产生一个亏损角,因此有核气泡具有橄榄球的形状。在薄壁近似下,利用连接条件,我们研究了气泡壁的动力学,并计算了欧几里德作用量。在我们的分析中,一个有趣的特征是,弦的张力被气泡屏蔽,使得气泡内的观察者测量到的张力值与外部观察者不同。我们表明,字符串可以作为一种催化剂,在其中的成核率是增强相比,科尔曼-德Luccia瞬子。然而,在一般情况下,成核率是不是两个张力之间的差异的单调函数,因此在某些区域的参数空间的成核率可能小于Coleman-de Luccia泡。
2020-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ionized bubble number count as a probe of non-Gaussianity
本文研究了具有原始非高斯性的21厘米涨落图上电离气泡的计数问题。原初非高斯性的存在改变了再电离过程,因为坍缩物体的形成受到原初非高斯性的影响,而坍缩物体可能是再电离光子的来源。本文用一个简单的解析模型计算了电离泡的丰度,该模型具有局部型的原始非高斯性,并由f_{NL}参数化。为了考虑电离气泡计数与气泡尺寸和观测仪器分辨率的关系,引入了一个与电离气泡表面亮温对比度有关的阈值参数B_b。我们表明,有可能把约束f_{NL}从未来的观测,如LOFAR和SKA的数量计数。
2011-04-01 astro-ph.CO
Primordial Black Hole Formation via Inverted Bubble Collapse
提出反转气泡坍缩新机制形成原初黑洞,自然实现球对称坍缩,可产生质量高达10^-7至10^-5太阳质量的单色黑洞,解释OGLE和Subaru HSC微引力透镜事件。
2025-07-10 astro-ph.CO hep-ph
Evolution of Vacuum Bubbles Embeded in Inhomogeneous Spacetimes
我们研究了新真空泡在充满尘埃或辐射的径向不均匀背景中的传播,并包括一个宇宙学常数,作为分析不均匀性对膨胀区域演化影响的第一步。我们还比较了尘埃和辐射背景的情况下,辐射环境中的气泡的演变是显着不同的,在相应的尘埃情况下,无论是均匀的和不均匀的环境,导致明显的差异,在演化的适当半径的气泡。
2017-03-15 astro-ph.CO gr-qc
Vacuum bubble collisions: from microphysics to gravitational waves
本文综合研究了空泡壁厚和速度对两个真空空泡碰撞的引力波发射光谱的影响。我们数值模拟了一个大的动力学范围,利用对称性来降低维数。引力波谱的高频斜率取决于气泡壁的厚度,厚壁气泡变得更陡,与最近完全3+1维晶格模拟的多气泡碰撞。这种依赖性是存在的,即使是高度相对论性的气泡壁碰撞。我们使用降维作为一个机会,调查动力学现象,这可能是所观察到的引力波光谱的差异。这些现象包括“捕获”,这发生在薄壁气泡,和气泡壁后的振荡,这发生在厚壁气泡。
2021-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stability of a class of neutral vacuum bubbles
一个模型,产生真空泡被认为是在畴壁场与另一个真正的标量场相互作用,导致在主畴壁内的畴带的形成。带-反带湮灭产生的基本玻色子在壁内的质量不同于真空中的质量。两种情况下,被认为是玻色子被困在气泡壁内或玻色子被困在由气泡包围的真空。在每种情况下,玻色子(Meta)稳定的气泡上的效果进行检查。研究发现,当玻色子被困在气泡壁内时,稳定机制仅持续有限的时间,然后气泡发生未受抑制的坍缩。然而,当玻色子被困在气泡的内部体积中时,气泡可以是长寿命的,只要它有足够薄的壁。
2013-04-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Bubble Collisions
我简要地回顾了在假真空永恒膨胀中宇宙气泡碰撞的物理学。我的目的是为不熟悉该主题的读者提供有关该主题的介绍,重点介绍与观察宇宙学中气泡碰撞影响的前景相关的最新工作。我将试图尽可能简单和简明地解释基本的物理点,把大多数技术细节留给参考文献。我并不试图做到全面或完整。我还提出了一个新的解决方案,爱因斯坦的方程,代表了一个泡沫宇宙碰撞后,包含真空能量和进入零辐射与任意密度分布。
2011-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Crunch from AdS bubble collapse in unbounded potentials
本文研究无界真真空势中标量场理论中零能量AdS气泡的坍缩过程,证明其会在达到真真空前形成被表观视界遮蔽的类空曲率奇点,且无需势有下界。
2024-11-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bubble Clustering in Cosmological First Order Phase Transitions
量子力学一阶相变中的假真空衰减是一种在宇宙学中具有广泛意义的现象,并提出了有趣的理论挑战。在标准方法中,假设假真空衰变通过在时空中随机位置成核并随后膨胀的气泡的形成进行。在本文中,我们调查的存在下,使用最近提出的半经典的真空衰减随机描述的气泡成核网站之间的相关性。该过程采样真空涨落,然后使用经典晶格模拟进行演化。我们计算两点函数的气泡成核网站从合奏的模拟,表明成核网站集群的方式,定性类似于随机高斯场的峰值。我们定性地评估了早期宇宙相变中气泡聚集的现象学意义,其中包括随机引力波的功率谱特征,以及在永恒的通货膨胀场景中观察气泡碰撞的概率的增强或抑制。
2021-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Supermassive primordial black holes in multiverse: for nano-Hertz gravitational wave and high-redshift JWST galaxies
研究探讨原初黑洞能否具有超大质量,提出基于暴胀期间超临界气泡成核机制,发现多重宇宙中PBH质量分布峰值可达$M\gtrsim 10^{11}M_\odot$,为超大质量黑洞提供了原初起源。
2023-06-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB spectral distortions from black holes formed by vacuum bubbles
真空泡可能在宇宙暴胀期间成核和膨胀。当膨胀结束时,气泡进入周围的等离子体,产生强烈的冲击,随后是向外传播的低密度波。气泡本身最终形成质量分布很广的黑洞。最近有人提出,这样的黑洞可以解释LIGO观测,并可能为在银河系中心观测到的超大质量黑洞提供种子。它们也可能提供相当大的一部分甚至全部的暗物质。我们估计的频谱$μ$的膨胀冲击和欠密度引起的CMB失真。在天空中平均的预测失真远低于当前的界限,但由于最大的黑洞的局部峰值对模型参数施加了限制。
2018-05-08 astro-ph.CO gr-qc
Effect of Vacuum Energy on Evolution of Primordial Black Holes in Einstein Gravity
考虑到现在的宇宙不再是物质主导的宇宙,而是真空能量主导的宇宙,我们研究了原日黑洞的演化。我们还考虑了辐射、物质和真空能量在各自主导期内的吸积。在这种情况下,我们发现辐射吸积效率应该小于0.366,吸积率比B. Nayak等人,\cite{ns} .因此,这里的原始黑洞寿命比以前的作品\cite{ns}。物质的吸积同样会略微增加原始黑洞的质量和寿命。然而,真空能量吸积是一个稍微复杂的问题,其中吸积是可能的,只有到一个临界时间。这个临界时间取决于吸积效率和形成时间的值。如果原始黑洞的寿命超过临界时间,那么它的寿命会由于真空能量吸积而增加。但对于目前正在蒸发的太初黑洞,临界时间远晚于它们的蒸发时间,因此真空能量不能影响那些太初黑洞。我们再次发现,从$γ$射线背景极限得到的PBH的初始质量分数的约束变得更强的真空能量的存在下。
2011-07-11 astro-ph.CO gr-qc
Primordial dark energy from a condensate of spinors in a 5D vacuum
我们探讨的可能性,宇宙的膨胀可以驱动的旋量是免费的相互作用的5D相对论真空上定义的扩展德西特时空是黎曼平坦的凝聚。额外的坐标被认为是非紧的。在额外坐标上作静态叶理化后,我们得到了描述暴胀宇宙的有效四维de Sitter展开。我们发现这里研究的旋量凝聚体可能是解释早期宇宙中暗能量存在的一个有趣的候选者。我们所讨论的暗能量密度,随着暴胀膨胀的演化,被注入更小的亚视界尺度。
2013-12-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial perturbations in a rainbow universe with running Newton constant
我们计算了彩虹宇宙中原初微扰的谱指数。我们允许牛顿常数$G$运行在(超)普朗克能量,我们认为真空和热扰动。如果彩虹度规是一个广义Horava-Lifshitz色散关系,我们发现,只有当$G$渐近趋于零可以匹配的光谱指数的观测值和解决的视界问题,无论是真空和热扰动。对于真空涨落,观测约束意味着原始宇宙的膨胀既可以加速也可以减速,而在热扰动的情况下,只允许减速膨胀。
2016-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conformal Universe as false vacuum decay
我们指出,(伪)共形宇宙的情况下,可以实现共形不变,亚稳真空,这是通过自发成核和随后的增长的一个假定的新阶段的气泡进行衰变。我们研究了扰动的气泡,并表明其领先的晚时间属性与那些固有的原始模型均匀滚动的背景。特别地,零维旁观者场的扰动具有平坦的功率谱。
2015-02-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A New Semiclassical Picture of Vacuum Decay
我们介绍了一个新的图片真空衰变,在现有的半经典技术相比,提供了一个实时的描述,并不依赖于经典禁止隧穿路径。使用晶格模拟,我们观察到真空衰减通过气泡的形成产生实现的真空波动和演变与经典的运动方程。从模拟合奏得到的衰减率是在良好的协议与现有的技术。未来的应用包括气泡关联函数、快速衰减率和非真空态的衰减。
2019-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Impact of Bubble Nucleation History and Friction on Primordial Black Hole Formation
Regional Centre for Accelerator based Particle Physics, Harish-Chandra Research Institute(哈里斯-钱德拉研究所加速器粒子物理区域中心);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
本研究采用模型无关框架,对比指数与高斯成核轮廓,纳入摩擦效应,发现摩擦会显著改变原初黑洞的质量与形成时间,且随机引力波可区分摩擦与无摩擦情形。
2026-08-25 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes Are True Vacuum Nurseries
本文提出利用原初黑洞Hawking蒸发形成的热斑温度分布计算亚稳态真空衰变率,以避免传统真空的不一致性,并据此排除了特定质量黑洞对应的电弱真空不稳定PBH能量占比参数空间。
2023-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter
对于当前的希格斯粒子和顶质量的中心值,标准模型希格斯粒子势在$10^{11}$ GeV量级上产生了不稳定性。我们表明,这种不稳定性的宇宙学签名可能是暗物质的形式原始黑洞种子希格斯波动在通货膨胀。暗物质的存在可能不需要超越标准模型的物理学。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Pairwise Surrogate for Gravitational-Wave Spectra from Highly Relativistic Vacuum Bubble Collisions
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步加速器);SISSA International School for Advanced Studies(国际高等研究院);INFN, Sezione di Trieste(意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部)
该研究针对高度相对论真空气泡碰撞引力波模拟成本过高问题,开发了成对代理模型,可高效获取双气泡及多气泡系统的引力波频谱,为相关研究提供了低成本途径。
2026-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes from an interrupted phase transition
King’s College London(伦敦国王学院);Institute for Basic Science (IBS)(韩国基础科学研究院)
通过中断的相变产生原初黑洞,该机制涉及温度变化导致的气泡形成与蒸发,最终导致大规模密度扰动区域坍缩成黑洞。
2026-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fate of the false vacuum in string-inspired nonlocal field theory
本文研究了由弦场论激发的弱非定域理论中的Coleman反弹。动力学项通过无限级数的高阶导数扩展,其在能量标度$M$下起作用,而不会在质谱中引入任何新的状态或鬼。我们在薄壁近似下计算气泡成核,以半经典方式处理系统。我们发现,非局域尺度$M$在理论中的作用是抑制真空隧穿率从假真空到真真空相比,标准的本地反弹的情况。同样,我们表明,当我们进一步远离气泡壁,非局域性的影响得到减少,这种抑制是显着的,只有周围的核气泡的壁。从我们的调查中,我们得出结论,主要的影响是由于这样一个事实,即非局域性涂抹的解决方案的本地气泡的轮廓。然而,气泡壁的能量仍然不受薄壁近似理论的微观非局部行为的影响。我们还讨论了李-威克理论的情况和我们的结果在宇宙学中的应用。
2022-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from Higgs Vacuum Instability: Avoiding Fine-tuning through an Ultraviolet Safe Mechanism
我们最近提出了这样一个想法,即我们宇宙中的暗物质是由标准模型希格斯在暴胀过程中产生的原始黑洞形成的,这要归功于标准模型希格斯势在$10^{11}$ GeV量级上产生的不稳定性。从这个意义上说,暗物质不需要任何超越标准模型的物理学,尽管该机制需要微调,以避免希格斯粒子过度进入危险的AdS真空。我们展示了如何通过将希格斯粒子与质量为$\gg 10^{11}$ GeV的非常重的标量耦合来自然地避免这种微调,该标量稳定了深紫外线中的电势,但保留了标准模型内建立的机制的基本特征。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Squeezed primordial bispectrum from general vacuum state
研究了初态为一般真空时,单场慢卷暴胀过程中产生的同动曲率微扰的功率谱与双谱压缩极限之间的一般关系.假设的功率谱的尺度不变性,我们推导出一个公式的双谱的压缩极限,由参数fNL,这是不是慢滚抑制,并发现包含一个单一的自由参数为一个给定的功率谱的振幅表示。然后,我们推导出实现尺度不变的fNL的条件,并讨论了几个例子。
2013-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Vacuum bubbles from cosmic ripples
Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP)(亚太理论物理中心);Ningbo University(宁波大学);Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology & School of Physical Science and Technology, Ningbo University(宁波大学基础物理与量子技术研究所及物理科学与技术学院);School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study (HIAS), University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)(中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学科学学院);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
研究早期宇宙中曲率扰动对真空衰变的影响,发现扰动大小影响泡壁振荡及真空衰变速率,证实过密度可提前触发真空衰变。
2026-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Thermalization effects on the dynamics of growing vacuum bubbles
本文研究真空泡膨胀过程中热化效应对泡壁终端速度的影响,通过流体动力学格点模拟与N体模拟揭示非平衡弹道效应会降低泡壁速度,并指出理论稳态解可能因加速动力学而无法达到。
2024-11-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Barnacles -- A Novel Channel for Vacuum Decay
我表明,在薄壁近似的宇宙气泡壁是不稳定的创建“藤壶”-不同的壁张力的轨迹附近的区域充满了第三个真空。藤壶的形成导致了与广泛研究的气泡碰撞场景相同的观测结果,但发生的次数更频繁。该过程由薄壁作用的鞍点描述,具有两个负模态。
2011-12-07 astro-ph.CO hep-th
Initial condition from the action principle and its application to cosmology and to false vacuum bubbles
我们研究的模型中的规范耦合常数,质量等是在宇宙中的一些保守的电荷的函数。我们首先考虑标准狄拉克作用量,但质量和电磁耦合常数是宇宙中电荷的函数,然后扩展这个标量场。对于平坦空间中的狄拉克场,形式主义不是明显的洛伦兹不变量,但是可以通过对狄拉克场进行相位变换来恢复洛伦兹不变量。在考虑标量场的情况下,存在从动作导出用于标量场的初始条件的新特征。在希格斯场的情况下,初始条件要求宇宙在某个时间片处于假真空状态,这对暴胀场景非常重要。假真空膜也将用类似的方法来研究。我们还讨论了“破坏项”,违反规范不变量引入这些初始条件的使用。
2013-05-02 astro-ph.CO hep-th
Gravitational waves from vacuum bubbles: Ultraviolet dependence on wall thickness
本文通过真空衰变的量子与半经典数值模拟,发现引力波高频幂律与碰撞时壁厚—气泡半径比的某次幂反相关,并可用于破除模型简并。
2025-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial SdS universe from a 5D vacuum: scalar field fluctuations on Schwarzschild and Hubble horizons
本文研究了在有效的四维Schwarzschild-de Sitter(SdS)度规下早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。我们得到了一个重要的结果:零级涨落谱在Schwarzschild尺度上与标量场质量$M$无关,而在宇宙学尺度上则与质量有关.然而,在一阶展开中,谱依赖于暴胀子质量,并且振幅与黑洞(BH)质量$m$成线性关系。
2010-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bubble Nucleation from Boson Star Collapse
SISSA, International School for Advanced Studies(国际高等研究院);INFN Sezione di Trieste(意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部);IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe(宇宙基础物理研究所)
本文提出一种经典机制,通过密实的玻色星在虚假真空中的形成,导致真真空气泡的成核,并引发宇宙相变。
2026-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Connecting the Higgs Potential and Primordial Black Holes
最近的研究表明,小型黑洞可以作为亚稳态希格斯真空成核衰变的种子,大大增加了隧穿概率。任何比$4.5 \times 10^{14}$ g轻的原初黑洞在形成时都已经蒸发了,并且在没有新的物理学超越标准模型的情况下,因此会进入发生种子衰变的质量范围,然而,这样的真真空泡必须渗透才能完全摧毁假真空;这取决于泡数密度和宇宙膨胀的速率。在这里,我们计算宇宙中已经衰变到真正真空的部分,作为原始黑洞形成温度(或等效的质量)的函数,以及导致它们形成的波动的光谱指数。这使我们能够限制原始黑洞的质量谱给定一个特定的希格斯势,相反,如果我们发现原始黑洞的确定质量,我们可以限制希格斯势参数。
2020-06-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational waves from colliding vacuum bubbles in gauge theories
研究了规范理论中强过冷宇宙相变中引力波的产生。我们从两个气泡晶格模拟中提取GW源的缩放,并将其用于薄壁限制中的多气泡模拟中,以估计由此产生的GW谱。我们发现,在规范场的存在下,GW源的衰变与气泡半径为$\propto R^{-3}$碰撞后。这导致GW频谱在低频遵循$Ω_{\rm GW} \propto ω^{2.3}$,在高频遵循$Ω_{\rm GW} \propto ω^{-2.4}$,这标志着与流行的包络近似的显著偏差。
2021-11-17 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black holes and curvature perturbations from false vacuum islands
研究异步一阶相变中延迟衰变虚假真空岛形成的超视界密度反差,分析其坍缩为原初黑洞或产生可观测曲率扰动的机制,并给出模型无关拟合公式。
2024-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bubble velocities and oscillon precursors in first-order phase transitions
本文通过数值演化1+1维场论系综研究假真空衰变,发现气泡具有高斯分布的质心速度且成核前会出现振荡子,理论预测与经验测量结果吻合良好。
2024-11-15 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Formation of trapped vacuum bubbles during inflation, and consequences for PBH scenarios
Nagoya University(名古屋大学);Estudio Ocho Casas(Ocho Casas 研究所);Universitat de Barcelona(巴塞罗那大学)
该研究探讨了暴胀期间真空气泡的形成及其对原初黑洞产生机制的影响,发现II型过密度在某些条件下可主导。
2026-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph