Inhomogeneous Initial Data and Small-Field Inflation
我们考虑了小场暴胀在标量场不均匀性下的鲁棒性。以前的数值研究表明，如果标量势仅在一个狭窄的区间内是平坦的，例如在通常考虑的拐点模型中，即使在$τ= τ_i$的膨胀开始时出现的小幅度不均匀性也会破坏加速膨胀。在本文中，我们参数化和发展的不均匀性，从较早的时间$τ_{IC}$，在初始数据的印记，并表明，对于广泛的通货膨胀和通货膨胀前的模型，拐点通货膨胀承受初始的不均匀性。我们考虑三类微扰预暴胀解（对应于由标量场动力学项、相对论流体和各向同性负曲率所支配的能量）和两类具有大不均匀性的爱因斯坦方程的精确解（对应于具有圆柱对称性和各向异性负曲率的刚性流体）。我们导出了一个依赖于哈勃尺度$H(τ_ i)$和$H(τ_{IC})$的稳定性条件，以及暴胀前宇宙学的一些性质。对于印在普朗克尺度的初始数据，拐点暴胀的非均匀初始数据问题的缺乏导致一个新的，张量标量比的下限。
2018-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Mutated hilltop inflation revisited
在这项工作中，我们重新调查突变山顶通货膨胀的利弊。应用Hamilton-Jacobi方法，我们求解了暴胀动力学，发现暴胀沿着Lambert函数的${\cal W}_{-1}$分支进行.根据模型参数的不同，突变山顶模型给出了两种暴胀解：一种对应于可观测暴胀过程中的小暴胀子漂移，另一种描述了大场暴胀。曲率扰动的暴胀观测值与当前的数据在很大范围内的模型参数是一致的。小场分支预测张量与标量之比$r\sim \mathcal{O}(10^{-4})$的量可以忽略不计，而大场扇区能够产生张量扰动的高振幅，$r\sim \mathcal{O}(10^{-1})$。此外，谱指数几乎与模型参数无关，伴随着非常小的负标量运行量。最后，我们发现突变山顶暴胀在$αϕ\gg 1$的极限下与暴胀模型的$α$吸引子类非常相似。
2018-05-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Warm Quasi-Single Field Inflation
我们研究了在暖暴胀背景下的准单场暴胀。小尺度下的热效应可以充分增强原始标准时钟信号的幅度。这种情况为我们提供了探测非常早期宇宙的紫外物理的可能性，而没有指数小的玻尔兹曼因子时，等曲率子的质量比哈勃重得多。小尺度下的热效应可以使用平坦空间热场论来研究，与大尺度下使用非Bunch-Davies真空的有效描述相连接，具有大时钟信号。
2018-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Loop corrections and a new test of inflation
暴胀是解释原始密度扰动和观测到的宇宙微波背景温度起伏起源的主要范式。然而，许多悬而未决的问题仍然存在，特别是在暴胀期间是否存在一个或多个标量场，以及它们是如何促成原始密度扰动的。我们提出了一个新的观测测试是否多个字段，或只有一个（不一定是暴胀）产生的扰动。我们表明，我们的测试，有关的双谱和三谱，是保护循环校正在所有的订单，不像以前的关系。
2013-01-17 astro-ph.CO hep-th
A Toy Model For Single Field Open Inflation
由科尔曼-德卢西亚（CDL）隧穿产生的开放宇宙中的暴胀引起了一个摩擦项，该摩擦项足够强，可以在模型中成功地实现小场暴胀，否则会出现严重的过冲问题。在本文中，我们提出了一个多项式标量位，允许一个完整的分析。这提供了一个简单的模型，在隧道后的小场拐点上的单场开放暴胀。我们提出的数值结果，并比较它们与解析近似。
2012-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation with very small tensor-to-scalar ratio
我们研究了预测张量标量比$r$非常小的暴胀模型。谱指数$n_s$和张量标量比$r$严格受普朗克数据的约束。$n_s$和$r$分别对暴胀子势的形状和大小敏感，并将普朗克2018年数据结合其他宇宙学观测的约束与暴胀模型对$n_s$和$r$的预测进行了比较.此外，我们还讨论了未来张量标量比数据与暴胀模型预测的比较，重点是量子涨落起源的一部分。
2019-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary Butterfly Effect: Non-perturbative Dynamics From Small-Scale Features
首次研究偏离慢滚的单场暴胀非微扰动力学，发现势能振荡特征能剧烈改变暴胀进程，导致宇宙陷入de Sitter状态或伪真空，为原初黑洞形成提供新通道，证明非微扰方法在引力波天文学相关暴胀小尺度物理中的必要性。
2024-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generating PBHs and small-scale GWs in two-field models of inflation
原始黑洞（PBH）由巨大的原始超密度的引力坍缩产生，可能是观测到的暗物质的一小部分。在本文中，我们介绍了一种机制，产生一个大的原始功率谱（PPS）在两个领域的暴胀模型的特点是两个阶段的基础上一个大的非正则动力学耦合的暴胀。这种机制对于几个双场暴胀模型来说是通用的，因为在暴胀的两个阶段之间的过渡处等曲率扰动会出现暂时的快子不稳定性。我们使用一个扩展的BINGO（双谱和非高斯算子）数值计算了从最大尺度到与PBH相对应的小尺度的原始扰动。此外，我们还数值计算了频率从纳赫兹到千赫兹的二阶标量扰动产生的引力波（SBGW）的随机背景，涵盖了脉冲星定时阵、平方公里阵到爱因斯坦望远镜的观测尺度。我们讨论了它的探测前景，这些建议和即将到来的引力波实验。
2020-08-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Robustness of Inflation to Inhomogeneous Initial Conditions
我们考虑了标量场分布和外生曲率的非均匀初始条件对不同暴胀模型的影响。特别是，我们比较小的字段膨胀的大字段膨胀的鲁棒性，使用3+1维爱因斯坦引力的数值模拟。我们发现，小场膨胀可以失败的次主导梯度能量的存在下，这表明它是不那么强大的不均匀性比大的字段膨胀，承受主导梯度能量。然而，我们也表明，小场膨胀可以成功，即使某些区域的时空开始在该地区的潜力，不支持通货膨胀。在大场的情况下，我们证实了以前的结果，即通货膨胀是强大的，如果暴胀子占据的潜在的通货膨胀的一部分。此外，我们表明，增加初始标量梯度将不会形成足够大的质量暴胀结束黑洞，如果初始超曲面是近似平坦的。最后，我们考虑具有变化的非本征曲率K的大场情况，使得某些区域最初是坍缩的。我们发现这可能再次导致局域黑洞，但如果时空是开放的，则总体上时空仍然是暴胀的，这证实了先前的理论研究。
2017-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from p-form inflation
最近的研究表明，暴胀背景可以通过任何与引力非最小耦合的$p$形式的场来实现。本文研究了p型暴胀过程中产生的引力波。尽管背景演化与传统的标量场暴胀完全相同，但在p型暴胀中，引力波的行为是不同的。特别地，我们发现引力波的传播速度在2-和3-形式暴胀模型中不同于1。我们指出，在大场模型中，速度的平方变为负值。小场模型没有病态，对引力波谱的修正也很小。
2009-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Local gravity test of unified models of inflation and dark energy in $f(R)$ gravity
我们考虑$f(R)$引力理论，统一$R^n$暴胀和暗能量模型。首先，从宇宙微波背景辐射的最终普朗克数据，我们得到一个条件，$1.977 < n < 2.003$。接下来，在此约束下，我们调查三个模型的局部重力测试。我们发现，$R^n$长期可以支配的暗能量长期，即使在地球的曲率尺度，与直觉相反，然而，$R^n$长期不放松或收紧对三个模型的约束。
2020-09-20 astro-ph.CO gr-qc
Observable Chiral Gravitational Waves from Inflation in String Theory
我们考虑了IIB型弦论中暴胀过程中引力波的产生，以及在小场暴胀中观测到引力波的可能性。我们表明，规范场激发一组重合的D 7膜，本身的临界模量稳定，因此内在的膨胀在弦论，再加上轴子场从散装通量，可以作为一个旁观者部门在通货膨胀。这导致大量手征引力波的产生，即使是相对较小的轴子-规范场耦合值。我们扩展到包括一个单值的轴子，并证明，在这两种情况下，可观察到的水平的引力波产生在小场膨胀的弦论，具有最大手征的频谱。最后，我们证明了与模量稳定和任意（大或小字段）的主机模型的暴胀动力学的一致性，考虑作为一个明确的例子Kahler模量通货膨胀。
2018-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large Tensor-to-Scalar Ratio in Small-Field Inflation
我们发现，密度扰动种子的暴胀子可以被抑制时，有额外的光自由度有助于生产的扰动。暴胀子涨落通过调制暴胀周期的长度来影响光场动力学，从而在后暴胀时代产生额外的密度扰动。这种扰动可以抵消在暴胀期间产生的扰动，因为两者都源自相同的暴胀子波动。这使得小场暴胀可以产生大的引力波，而暴胀子场漂移的Lyth限制通常禁止这种暴胀。我们还发现，当暴胀子引起的扰动被抑制时，场的束缚被光标量所取代，从而给出了适用于总场空间的广义Lyth束缚.
2013-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On testing and extending the inflationary consistency relation for tensor modes
如果观测证实了BICEP 2关于CMB尺度上张量-标量比$r\approx 0.2$的说法，那么暴胀相容性关系$n_{t}=-r/8$预测张量谱指数$n_t$为一个小的负值。我们表明，未来的CMB极化实验应该能够证实这一预测在几个西格玛。我们还展示了如何适当地扩展太阳系尺度的一致性关系，其中原始引力波密度$Ω_{gw}$可以测量拟议的实验，如大爆炸观测。这将为一致性关系提供更严格的测试，并获得有关早期宇宙的更详细的信息。
2015-08-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Transients in finite inflation
我们测试了一个模型的通货膨胀与快速滚动的动力学主导的初始条件对普朗克使用马尔可夫链蒙特卡罗参数估计的数据。我们测试的$m^2 ϕ^2$潜在的和$R+R^2$重力模型，并执行一个完整的数值计算的标量和张量原始功率谱。我们发现一个轻微的（虽然不是显着的）改进，适合这个模型超过标准的永恒慢滚的情况。
2015-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Large and small field inflation from hyperbolic sigma models
暴胀的长期主题包括大场与小场暴胀的问题，以及相空间的什么分数导致足够的暴胀，并且与实验数据兼容的问题。在本文中，这些问题进行了讨论的背景下，模块化的通货膨胀，一个专业化的框架自守非线性$σ$ -模型相关的齐性空间$G/K$，其中连续移位对称群$G$弱破离散子群$Γ$。这些理论的目标空间从群$G$继承了一个弯曲的结构，在模不变膨胀的情况下，它导致了一个双曲场空间几何。结果表明，在这类模型的对称结构导致大，小场暴胀轨迹内的一个单一的模块化的通货膨胀模型。本文分析了$j$ -暴胀的具体模型，一个具有非平凡暴胀子相互作用的双曲模型。它详细描述了初始条件的结构，包括对目标空间上的几个唯象函数的系统分析，通过即将到来的实验导致对场空间的曲率标量的约束，以及对谱指数的标度行为的讨论，导致充分膨胀的场空间的有限体积分数，$j$ -膨胀的吸引子行为，以及暴胀子轨迹与目标空间测地线的比较。张量比分析表明，$j$ -膨胀是一个有趣的目标，为即将到来的地面和卫星实验。
2021-08-11 astro-ph.CO hep-th
Stochastic growth of quantum fluctuations during slow-roll inflation
本文计算了在不同的暴胀模型中，小有效质量的测试场在缓慢变化的近似de Sitter阶段的量子涨落均方的增长。我们考虑一个小质量的最小耦合标量，一个有效质量为$ \propto H^2$（以$H$作为哈勃参数）的模和一个无质量的非最小耦合标量在测试场近似下的相对均方的增长与规范不变的暴胀子波动之一进行比较.我们发现，在大多数单场暴胀模型中，均方规范不变暴胀子涨落的增长比任何具有非负有效质量的测试场快{ \em}。混合暴胀模型可以是一个例外：在适当选择参数的情况下，测试场的均方可以支配规范不变暴胀涨落。在一般的暴胀模型中，我们也计算了第二场量子涨落的随机增长，放松了它的齐次值为零的假设;作为主要结果，我们得到了一个规范不变变量的运动方程，与一般的量子标量涨落在暴胀期间可以得到，只有当我们使用的e-褶皱作为时间变量在相应的Langevin和Fokker-Planck方程的随机方法。我们采用这种方法来获得一些边界的情况下，两个大规模的领域的模型。
2010-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Small field axion inflation with sub-Planckian decay constant
我们研究了IIB超弦理论框架内最近提出的一个轴子膨胀模型，其中我们特别注意一个亚普朗克轴子衰变常数。我们的轴子势可以导致具有小张量标量比的小场暴胀，并且典型的再加热温度可以低至GeV。
2016-06-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Does Anisotropic "Inflation" Produce a Small Statistical Anisotropy?
各向异性暴胀是一个有趣的U（1）规范场模型，它预言了由参数$g_*$表征的曲率微扰的统计各向异性。然而，我们发现由于随机效应的存在，背景规范场并不遵循经典吸引子解。我们开发的随机形式主义的向量场和解决朗之万和福克-普朗克方程。结果表明，该模型被排除的CMB约束$g_*\le 10^{-2}$与高概率约$99.999\%$。
2017-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and Loop Quantum Cosmology
一方面，暴胀是一个非常令人信服的场景：它解决了大多数宇宙学悖论，并产生了波动，成为结构生长的种子。然而，它有一个“自然性”问题：为通货膨胀创造初始条件远非易事。另一方面，圈量子宇宙学是非常成功的：它通过非微扰和背景无关的广义相对论量子化解决了大爆炸奇点。然而，它有一个关键的缺点：它非常难以测试。最近的结果可以让我们希望，通货膨胀和LQC可以相互治愈这些疾病：LQC似乎自然产生通货膨胀和通货膨胀可以让我们测试LQC。
2010-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observable Small-scale Effects of Thermal Inflation
热暴胀是原初暴胀之后的一个短暂的低能暴胀，它解决了超对称宇宙学中的模量问题。在热膨胀的情况下，原始的功率谱是适度的红移在大尺度上，但抑制的1/50的尺度小于视界大小在开始的热膨胀。我们比较了热膨胀模型与温暖的暗物质和$Λ$ CDM方案通过研究CMB光谱失真，晕丰度，和21厘米氢线。
2020-02-13 astro-ph.CO
Testing multi-field inflation with LiteBIRD
本文研究利用LiteBIRD实验对原初张量功率谱的预期约束，结合普朗克数据，检验多场暴胀模型并探讨其对模型构建的启示。
2023-10-12 astro-ph.CO hep-ph
Thermalized axion inflation: natural and monomial inflation with small $r$
在自然暴胀和二次暴胀模型中，重新加热宇宙的一种安全方法是通过暴胀子$ϕ$和标准模型（SM）之间的移位对称耦合，因为它们不会对潜在的$V(ϕ)$产生循环修正。我们考虑这样一个耦合到SM规范场，形式为$ϕF\tilde{F}/f$，具有次普朗克$f$。在这种情况下，规范场可以指数产生已经{ \it在通货膨胀}和热化通过与带电粒子的相互作用，在以前的工作中指出。这可以导致在膨胀期间温度$T$的等离子体，并且规范玻色子的热质量$gT$可以平衡系统。此外，如果暴胀子扰动$δϕ$与等离子体有足够大的横截面，它们也可以有热谱。在这种情况下，暴胀预言被强烈地修正了：（1）标量扰动是热的，因此在真空中增强了，导致了{ \it suppress}张量-标量比$r$的一般方法;（2）谱指数是$n_s-1=η-4ε$。在提出热化的相关条件后，我们表明，热化的自然和单项模型的通货膨胀同意目前的观察，并有$r\approx 10^{-3} - 10^{-2}$，这是在下一代CMB实验的范围内。
2017-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Cosmological Backreaction for a Test Field Observer in a Chaotic Inflationary Model
在非均匀宇宙中，与特定物质场相关联的观察者不一定测量到与均匀和各向同性宇宙中的观察者相同的宇宙演化。在这里，我们认为，在一个混乱的暴胀背景模型的背景下，一类与“时钟场”，我们使用一个光测试场的观察员。我们计算的有效膨胀率和流体状态方程的规范不变的方式，考虑到量子涨落的长波长模式，并工作到二阶微扰理论和慢滚近似。我们发现，有效的膨胀率小于在没有波动的情况下测量的膨胀率。在随机的方法，我们研究的界限，我们的近似是一致的。
2013-01-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Small Field Coleman-Weinberg Inflation driven by Fermion Condensate
我们重新审视小场Coleman-Weinberg（CW）暴胀，它有以下两个问题。第一，慢滚参数$ε$的小要求充气尺度非常低。第二，光谱指数$n_s \approx1+2 η$与观测值相比趋于变小。在这封信中，我们考虑两种可能的影响暴胀的动力学：辐射产生的非最小耦合到重力$ξϕ^2 {\cal R}$和凝聚的费米子耦合到暴胀$ϕ\barψψ$。我们证明了费米子凝聚可以解决上述问题。
2015-02-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on small-field axion inflation
本文研究了一般小场轴子暴胀，它们是自然暴胀和轴子单值暴胀所提出的多项式函数和正弦函数的混合。为了不破坏大爆炸核合成和过度产生源于QCD轴子的等曲率扰动，导致成功的轴子暴胀的轴子衰变常数受到严格的限制。反过来，我们发现，宇宙学上有利的轴子衰变常数通常是大统一尺度或弦尺度的顺序，这是符合封闭弦轴子的预测。
2017-04-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Initial conditions for small-field inflation
小场暴胀通常需要相当特殊的初始条件才能开始。有人提出，在模型中的暴胀子是一个轴子状场，与周期性的贡献的潜力，有可能显着提高暴胀的机会，没有任何微调的初始条件，并没有额外的微调的动力学超出了什么是需要的潜力，以支持暴胀摆在首位。
2009-10-08 astro-ph.CO
Dynamical fine-tuning of initial conditions for small field inflations
小场暴胀（SFI）被广泛认为是不自然的，因为一个极端的微调的初始条件是必要的足够大的e折叠。在本文中，我们表明，不自然的外观初始条件可以动态实现没有任何微调，如果SFI发生后，快速振荡的暴胀场和粒子创作预热。事实上，如果暴胀子场$ϕ$通过相互作用$g^2 χ^2 ϕ^2$耦合到另一个标量场$χ$，并且小场暴胀过程中的真空能量由$λM^4$给出，则可以动态地将初始值设置为$(\sqrtλ/g) M^2/M_{\rm pl}$，这比势$M.$的典型尺度小得多，从而解决了新暴胀模型或某些类山顶暴胀模型中的初始条件问题。
2015-11-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Testing kinetically coupled inflation models with CMB distortions
与爱因斯坦张量动力学耦合的暴胀场景已经被广泛研究。它们可以与当前的观测数据相一致。未来的实验对CMB失真的测量将潜在地扩展有关标量频谱的信息到小尺度$1 \Mpc^{-1} \lesssim k \lesssim 2 \times 10^4 \Mpc^{-1}$。以PIXIE实验的灵敏度为判据，对动力学耦合暴胀光谱畸变的观测前景进行了模型导向的分析。在参考文献\cite{Martin2013a}中列出的49个单场暴胀模型中，有5个模型可能产生可检测的扭曲水平。这些模型是：谷中混合暴胀（VHI）、非正则凯勒暴胀（NCKI）、广义MSSM暴胀（GMSSMI）、广义重整化点暴胀（GRPI）和运行质量暴胀（RMI）。这些模型中的每一个都可以满足普朗克对光谱倾斜的约束，并导致在其参数空间的调谐区域中与CMB失真相关的尺度上的功率增加。动力学耦合的存在抑制了VHI，GMSSMI和GRIPI的模型参数与质量维度的值，使得这三个模型可以与它们的理论考虑相一致。然而，所有这些模型的调谐区域未能满足张量模式的约束。
2020-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
More fields are different: Stochastic view of multi-field inflationary scenario
该研究从随机视角探讨多场暴胀，发现小噪声区域下场的数量决定暴胀终止与否，极多场的暴胀或无法形成可观测宇宙，揭示场数量对暴胀结局的关键影响。
2025-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simple single-field inflation models with arbitrarily small tensor/scalar ratio
我们构造了一个简单的单场暴胀模型的家庭符合普朗克/ BICEP凯克边界，有一个参数小张量振幅和没有运行的标量谱指数。该结构由一个恒滚山顶暴胀子潜在的通货膨胀结束左作为一个自由参数引起的高阶运营商，成为占主导地位的后期通货膨胀。这种构造直接证明了简单单场暴胀模型的张量/标量比没有下限。
2022-12-27 astro-ph.CO
Testing Multi-Field Inflation with Galaxy Bias
暴胀的多场模型预测了原始曲率扰动的四点相关器的坍缩极限的振幅tauNL与其三点相关器的压缩极限的振幅fNL之间的不等式。虽然通过三点相关器的压缩极限对非高斯性的令人信服的检测将排除所有单场模型，但对tauNL和fNL之间的不等式的有力证实或否定将提供有关暴胀多场模型有效性的关键信息。在本文中，我们将讨论在何种程度上未来的测量尺度依赖的星系偏差可以测试多场暴胀的情况。非零fNL和tauNL对晕偏差的影响之间的强简并性可以通过考虑相同调查体积的多个示踪剂群体来打破。如果在体积为25（Gpc/h）的观测中分辨出了低至1 e13 Msun/h的晕^[3]，那么在3-σ水平上检验暴胀的多场模型就需要，例如，在测量到幅度为fNL ~10的局部双谱时，在τ NL ~ 1 e5的水平上检测到τ NL。然而，我们发现，仅用非高斯偏差的测量来反驳暴胀的多场模型将是非常具有挑战性的，除非|fNL| > 80，并且可以实现1 e10 Msun/h的晕质量分辨率。
2012-08-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On inflation, cosmological constant, and SUSY breaking
我们考虑了两个无约束手征超场的暴胀模型，稳定子$S$和暴胀子$Φ$，它们可以描述具有几乎任意势的暴胀模型。这些模型包括，特别是，最近推出的宇宙吸引子理论，它提供了一个很好的适合最新的普朗克数据。我们表明，通过添加到超势的领域$S$和$Φ$一个小的长期依赖于一个幂零手征超场$P$可以打破超对称性，并引入一个小的宇宙学常数，而不影响主要的预测原始的通货膨胀的情况下。
2016-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing scale-invariant inflation against cosmological data
本文研究经典标度不变暴胀模型，通过求解完整双场动力学并结合最新CMB数据约束参数，发现其等效于单场动力学且对初始条件不敏感，预测原初张量模 $r \gtrsim 0.003$，是未来CMB实验检验暴胀的重要基准。
2024-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Natural Inflation with Exponentially Small Tensor-To-Scalar Ratio
University of Manitoba（曼尼托巴大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Winnipeg（温尼伯大学）
本文证明“自然暴胀”可与Planck 2018测量相容并预测极小的张标量比，其抑制源于复标量场径向分量动力学，且模型可通过谱指数running在未来实验中检验。
2026-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Temperature definitions and phase transitions within non-minimal large and small inflationary potentials
School of Science and Technology, University of Camerino（卡梅里诺大学科学与技术学院）；SUNY Polytechnic Institute（纽约州立理工大学）；Al-Farabi Kazakh National University（阿尔法拉比哈萨克国立大学）
本文研究了非最小耦合下膨胀势中的温度定义与相变，发现$T_{RS}$温度在热力学和框架独立性方面更优，揭示了膨胀与热力学相变的联系。
2025-11-20 astro-ph.CO gr-qc
Can Cosmology Provide a Test of Quantum Mechanics?
暴胀预言量子涨落决定宇宙的大尺度结构。这就提出了一种惊人的可能性，即为描述短距离自然而发展起来的量子力学，可以通过研究自然界最广阔的宇宙学来检验。我们通过采用最简单的暴胀范式来说明这种检验的潜力。量子力学的非线性推广修正了宇宙学功率谱的预言。如果我们假设非线性参数$b$是一个共动量观测宇宙学，在单场暴胀的背景下，是足够精确地放置一个严格的限制，$b\leq 3\times 10^{-37}$ eV，对当前的非线性项的物理大小。
2020-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
First Observational Tests of Eternal Inflation
永恒的暴胀理论预言，我们的可观测宇宙存在于一个巨大的膨胀的多元宇宙中的一个气泡中。我们提出了第一个观测测试的永恒的通货膨胀，执行搜索的宇宙学签名的碰撞与其他泡沫宇宙的宇宙微波背景数据从WMAP卫星。我们的结论是，WMAP 7年的数据不保证增加LCDM与气泡碰撞，限制可检测的气泡碰撞的平均数量在整个天空中小于1.6在68%CL。来自普朗克卫星的数据可以用来更明确地检验气泡碰撞假说。
2011-07-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Can a spectator scalar field enhance inflationary tensor mode?
我们考虑了通过引入一个具有小声速的旁观者标量场来增强暴胀张量模的可能性，它诱导出作为二阶效应的引力波。解析地得到了旁观者标量场诱导的引力波功率谱和曲率扰动。我们发现，小声速对曲率扰动的放大作用远大于张量模，而目前的观测约束迫使诱导的引力波与暴胀过程中真空涨落的引力波相比可以忽略不计。
2014-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Small noise expansion of stochastic inflation
本文引入小噪声展开技术，将完全非线性随机暴胀系统重新表述为无限维纳过程，并指出Starobinsky测试场近似仅适用于线性区域，标量场非高斯性仅出现在慢滚参数的领先阶。
2025-04-01 astro-ph.CO gr-qc
Testing supersymmetric Higgs inflation with non-Gaussianity
我们研究了非最小耦合超对称希格斯暴胀型宇宙学场景的多场签名，重点放在两个场的希格斯轻子暴胀模型作为一个具体的例子。这种暴胀模型是在一个超越标准模型的理论中实现的，它嵌入了具有非正则凯勒势的超引力。我们采用后向$δN$方法计算宇宙学观测量，包括标量和张量功率谱、谱指数、张量标量比和局域型非线性参数。暴胀子的轨道由暴胀子的初始条件和Kähler势中的系数控制。分析了暴胀子轨道偏离直线时原初涨落的双谱，并利用普朗克卫星数据得到了Kähler势非正则项的约束条件.我们的分析代表了一个具体的基于粒子唯象学现象学的暴胀案例研究，其中原始非高斯性可以揭示超引力的各个方面。
2015-12-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Effects of thermal inflation on small scale density perturbations
在热膨胀的宇宙学场景中，在原始膨胀和大爆炸核合成的辐射支配之间存在着模物质支配、热膨胀和平子物质支配的额外时代。在这些时期，小尺度上的宇宙学扰动可以进入和再退出视界，改变这些尺度上的功率谱。最大的修正标度$k_\mathrm{b}$与膨胀从收缩转变为膨胀时的视界尺寸相对应，此时膨胀从模量主导转变为热膨胀。我们解析地计算了从模控制到热膨胀的扰动演化，并计算了热膨胀结束时常辐射密度超曲面上的曲率扰动，以确定后期的曲率扰动。我们得到的传递函数抑制功率谱的一个因素$\sim 50$在$k \gg k_\mathrm{b}$，与$k_\mathrm{b}$对应的任何地方从兆秒差距到subparsec尺度取决于热膨胀的参数。因此，热膨胀可能会受到小尺度观测的限制或被检测到，如CMB畸变或21厘米氢线观测。
2017-02-03 astro-ph.CO
Cosmological consequences of a scalar field with oscillating equation of state. III. Unifying inflation with dark energy and small tensor-to-scalar ratio
研究了Tián [ \href{https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.063531}{Phys. Rev. D {\bf 101}, 063531 (2020)} ]提出的振荡暗能量模型的暴胀效应，该模型旨在解决多重加速宇宙（MAU）的宇宙学符合问题.我们指出，通货膨胀的动力学属于慢卷通货膨胀。标量扰动和张量标量比$r$的光谱指数被证明是与当前的\textit{Planck}测量一致。特别是，该模型预测的$r\sim10^{-7}$远低于观察限。这一结果促使我们探索一般MAU中$r$的微小性。我们提出了一个典型的推广的原始模型和证明$r<0.01$一般。到目前为止，原始引力波的零探测为MAU提供了间接证据。暴胀结束后，标量场不再是局部极小值，而是向无穷远滚动，同时其状态方程以大于$1/3$的平均值振荡。在这个框架中，我们证明了在暴胀结束时引力粒子的产生能够重新加热宇宙。
2021-06-26 astro-ph.CO gr-qc
Hunting Down the Best Model of Inflation with Bayesian Evidence
我们提出了第一个计算的贝叶斯证据不同的原型单场通货膨胀的情况下，包括有代表性的类的小场和大场模型。这种方法使我们能够以一种定义明确的统计方式比较通货膨胀模型，并确定当前的“最佳通货膨胀模型”。通过将膨胀代码FieldInf与MultiNest连接来进行数值计算。我们发现，小的场模型是目前首选的，而大的场模型具有自相互作用的权力p>4的潜力是非常不利的。小场模型的类作为一个整体具有约3：1的后验概率与大场类相比。本文中提出的方法和结果是构建完整的数值管道的又一步，以约束早期宇宙的物理与天体物理观测。更精确的数据（如普朗克数据）和这里介绍的技术应该使我们能够最终确定最好的暴胀模型。
2011-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generically large nongaussianity in small multifield inflation
如果即将到来的宇宙光子偏振测量将原始张量与标量之比限制在$r < 0.01$，那么小场暴胀将是宇宙起源的主要候选者。在这里，我们表明，小的多场膨胀，没有混合机制，通常会导致大的压缩非高斯性。小的多场势包含多个平场方向，通常与超对称势中的规范不变场方向一致。我们发现，除非这些领域的方向有相同的斜率，大nongaussianity出现。在确定了大小两个场势之间的相关差异后，我们证明了后者自然满足Byrnes-Choi-Hall大非高斯条件。计算的原始功率谱，谱指数，和压缩双谱，揭示了小的两个领域的模型，否则匹配观察到的原始扰动，产生exclusively大的非高斯性，如果暴胀子的场方向有不相等的斜率。
2015-07-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial black holes from an inflationary potential valley
本研究提出一个具有局部极小值的玩具暴胀模型，通过增强曲率扰动高效产生原初黑洞，其质量窗口$10^{16}$--$10^{20}$克可构成全部暗物质。
2023-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary cosmology and the standard model Higgs with a small Hubble induced mass
研究了暴胀宇宙学中标准模型Higgs场的动力学性质。由于我们的真空的亚稳性是由当前希格斯玻色子和顶夸克的实验数据表明的，具有大哈勃参数的暴胀模型可能有一个问题：在这样的模型中，希格斯场由于暴胀背景的大起伏而滚向不需要的真真空。然而，这个问题可以通过假设在暴胀期间和之后产生的希格斯场的额外质量项来放松。我们指出，它不必大于哈勃参数，如果在通货膨胀期间的$e$折叠的数量不是太大。我们证明，在这样一个相对较小的质量的情况下，一个高的再加热温度是有利的，它可以检查未来的引力波观测。这种诱导质量可以通过{ \it，例如}与暴胀子场的直接耦合或与重力的非最小耦合。
2015-02-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Power-counting during single-field slow-roll inflation
本文阐明了暴胀微扰理论中有关小参数的计数。这样做可以明确地描述在暴胀关联函数的计算中使用的重力半经典近似的有效域。我们推导出暴胀扰动的关联函数对慢滚参数$ε= -\dot{H}/H^2$和$H/M_p$的依赖关系的表达式，其中$H$是暴胀过程中的哈勃参数。我们的分析是有效的单场模型中的暴胀子可以遍历普朗克大小的范围内的字段值和所有的慢滚参数具有大致相同的幅度。作为一个应用程序，我们使用我们的表达式寻求的通货膨胀微扰理论的有效性域的边界的制度，这是潜在的问题：模型与小声速和模型允许永恒的通货膨胀。
2017-08-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravity waves and the LHC: Towards high-scale inflation with low-energy SUSY
有人认为，具有低能超对称性（SUSY）的弦激发暴胀理论的相当普遍的特征使得很难实现哈勃尺度H > m_{3/2}的暴胀，其中m_{3/2}是SUSY破缺真空态下的引力子质量。我们提出了一类字符串启发的超引力实现的混沌通货膨胀，一个简单的，动力学机制产生层次小尺度的后通货膨胀超对称性破缺。在这些玩具模型中，我们可以很容易地实现m_{3/2}和哈勃膨胀尺度之间的小比率。这是可能的，因为在暴胀过程中，超势的期望值<W>从大值松弛到小值。然而，我们的玩具模型不提供一个合理的拟合宇宙学数据，如果一个设置超对称破坏尺度为m_{3/2} < TeV。我们的工作是朝着缓解弦紧化中高尺度暴胀和低尺度超对称破缺之间的明显紧张关系迈出的一小步。
2010-05-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stable small spatial hairs in a power-law k-inflation model
在本文中，我们扩展了我们的调查的有效性的宇宙无毛猜想在非正则各向异性膨胀。因此，我们能够计算出幂律{ \it k}-暴胀模型在标量场和电磁场之间存在$-f^2(ϕ)F_{μν}F^{μν}/4$这种不寻常耦合时的Bianchi I型精确解.此外，基于动力系统方法的稳定性分析表明，所获得的解决方案确实承认稳定和吸引的头发在暴胀阶段，因此违反了宇宙无头发猜想。最后，我们证明了该模型的相应张量标量比与普朗克2018年的观测数据高度一致。
2020-11-24 astro-ph.CO gr-qc
Testing Multi-Field Inflation: A Geometric Approach
我们开发了一种方法，将功率谱、双谱和三谱与多场膨胀拉格朗日函数的几何和运动学特征联系起来。我们的几何方法也可以是有用的，在确定一个复杂的多场模型可以很好地近似模型与一个，两个，或少数领域。为了得到这些结果，我们集中在模式相互作用的运动学基础上，从没有源的情况下，并显示有一系列的模式守恒律类似的守恒定律的绝热模式在单场膨胀。然后，我们治疗的特殊情况下，二次潜在的正则动力学项，表明它产生一系列的模式源关系相同的形式为绝热模式。我们建立在这个结果表明，一般多场膨胀的模式源关系是这种特殊情况下的延伸，但包含高阶协变导数的潜力和修正的字段度量。同时，我们展示了这些相互作用如何依赖于膨胀拉格朗日量的几何形状和相关场轨迹的运动学。最后，我们考虑如何在通货膨胀期间的模式相互作用和有效数量的字段活动的频谱中反映，并引入多场的一致性关系，以及多场观察，可以潜在地区分两个领域的情况下，涉及三个或更多的有效字段。
2012-11-22 astro-ph.CO hep-th
Evading the Lyth Bound in Hybrid Natural Inflation
一般来说，如果暴胀子的场范围远小于普朗克尺度，引力波或张量模对暴胀的原始曲率谱的贡献是很小的。我们表明，这种悲观的结论是自然避免在一个相当广泛的小领域模型类。更具体地说，我们考虑模型的轴子一样的移位对称性保持暴胀子潜力平坦（非微扰余弦形调制），但通货膨胀仍然结束在瀑布制度，是典型的混合通货膨胀。在这种混合自然暴胀情景中（威尔逊线暴胀和通量膜暴胀提供了示例），慢滚参数$ε$在早期期间可以是相当大的（与CMB谱相关）。随后，$ε$迅速变得非常小，然后快速子不稳定性最终终止慢滚制度。在这种情况下，人们自然会在曲率谱中产生相当大的张量模贡献，但在暴胀的最后阶段收集所需的e折叠量。虽然普朗克没有观测到张量当然不是问题，但在中长期的未来发现是现实的。
2014-01-14 astro-ph.CO hep-th
Clearing the Brush: The Last Stand of Solo Small Field Inflation
通过引入张量标量比和谱指数的测量值，我们给出了$Δϕ/ m_{Pl} \geq 1.00 \sqrt{r/0.1}$的孤立小场暴胀的一个界。不同于以前的界限，需要单调$ε_V,$ $|η_V| <1$，和60 e-倍的通货膨胀，该界仍然有效的非单调$ε_V$，$|η_V| \gtrsim 1$，和通货膨胀发生在8 e-倍，已被观察到的宇宙微波背景。在观测到的8个e-折叠的谱指数的负值是什么使绑定强，我们说明了这一点，通过测量单场模型，并发现，对于$r \gtrsim 0.1$和8个e-折叠的通货膨胀，没有简单的潜力，再现观测到的CMB扰动，并保持次普朗克。在8个e折叠之后是次普朗克的模型必须用第二个暴胀时期拼凑在一起，以填充剩余的$\sim 50$ e折叠。该第二后CMB时期的特征在于极小的$ε_V$，因此标量功率谱增加。利用大功率可以过多地产生太初黑洞这一事实，我们限制了暴胀第二阶段的最大能级。
2014-07-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
