The Higgs Boson can delay Reheating after Inflation
标准模型的希格斯玻色子在暴胀过程中会产生有效的真空期望值,在暴胀和再加热过程中会产生大的粒子质量,导致再加热过程暂时受阻,暴胀后再加热温度较低。我们研究了再加热的多个阶段的影响:共振粒子生产(预热)以及从暴胀子场的相干振荡微扰衰变。具体来说,我们研究了暴胀子通过汤川相互作用耦合到标准模型费米子以及通过陈-西蒙斯项耦合到阿贝尔规范场的情况。我们发现,在微扰暴胀子衰变为SM费米子的情况下,由于希格斯粒子的阻挡,再加热可以延迟,再加热温度可以降低一个数量级。在规范再加热的情况下,即使对于大的膨胀子-规范耦合,规范场的希格斯粒子产生的质量也可以抑制预热。在极端情况下,预热可以完全关闭,必须由微扰衰变作为主要的再加热通道来代替。最后,我们讨论了不同的哈勃补丁中的再热温度的分布,所产生的随机性质的希格斯VEV在通货膨胀及其影响的绝热和isocurvature波动的产生。
2019-09-19 astro-ph.CO hep-ph
Low reheating temperatures in monomial and binomial inflationary potentials
我们根据普朗克2015年的结果和最近对来自BICEP 2/Keck阵列和普朗克实验的宇宙微波背景(CMB)数据的联合分析,使用单名和二项式暴胀势,研究了允许的再加热温度值范围。虽然经过充分研究的$ϕ^2$暴胀势不再受到当前CMB数据的青睐,以及$ϕ^p$与$p>2$,$ϕ^1$势和正则再加热($w_{re}=0$)提供了一个很好的适合CMB测量。在最后一种情况下,我们发现普朗克2015 $68\%$的光谱指数$n_s$的置信限上限意味着$T_{re}\lesssim 6\times 10^{10}\,{\rm GeV}$的再加热温度的上限,并排除瞬时再加热。这个模型允许的低再加热温度打开了暗物质可能在再加热期间产生的可能性,而不是当宇宙是辐射主导的时候,这可能导致对WIMP,不育中微子和轴子的遗迹密度和动量分布的非常不同的预测。我们还研究了二项式通货膨胀的潜力,并显示了一个小的偏离$ϕ^1$潜力的影响。我们发现,作为一个次显性$ϕ^2$项的潜力增加,第一瞬时再加热成为允许的,然后最低可能的再加热温度的$T_{re}=4\,{\rm MeV}$被排除在普朗克2015年$68\%$的置信限。
2015-04-23 astro-ph.CO hep-ph
Minimal inflationary cosmologies and constraints on reheating
随着对简单幂律暴胀模型越来越多的共识不被普朗克观测所青睐,暴胀子势的非标准形式的动力学在最近的过去获得了显着的兴趣。本文详细分析了一类唯象激发的非多项式势暴胀模型,它们是\cite{mhiggs}中引入的势的推广。暴胀结束后,暴胀子场将围绕其最小值相干振荡。根据振荡的初始振幅和耦合参数,将发生标准参数共振现象。因此,我们将研究暴胀模型参数如何在理解我们所研究的模型的共振结构中发挥重要作用。随后,宇宙将经历微扰再加热阶段。然而,没有任何具体的模型考虑,我们进一步研究我们的模型的基础上模型独立的再热约束分析的约束。
2019-02-07 astro-ph.CO hep-ph
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
Multifield Reheating after Modular $j$-Inflation
在宇宙学的暴胀框架中,快速膨胀的初始阶段之后必须是再加热阶段,这被设想为在辐射主导的大爆炸中结束。表征这种大爆炸状态的关键参数是再加热阶段结束时的温度和重子不对称性。对于一般的相互作用理论,这些参数是很难得到解析,因为涉及的潜在结构。本文考虑暴胀子轨道弱弯曲的相互作用理论中的多场再热。该方案在$j$-膨胀模型中实现,该模型是模块化膨胀的一个特定示例,允许估计再热温度。
2018-03-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Curvature Perturbations from Higgs Modulated Reheating
本文研究了Higgs调制再加热过程中曲率扰动的产生机制,采用非微扰δN方法揭示了较小Higgs自耦合对扰动强度和非高斯性的影响。
2025-11-23 astro-ph.CO hep-ph
Sterile Neutrino Dark Matter as a Probe of Inflationary Reheating
McGill University(麦吉尔大学)
本文提出惰性中微子暗物质可通过暴胀子衰变高效产生,并利用X射线观测约束其参数空间,从而揭示暴胀子质量和再加热温度比。
2026-06-07 astro-ph.CO hep-ph
Full-Spectrum Analysis of Gravitational Wave Production from Inflation to Reheating
本文系统研究了从暴胀到再加热阶段的引力波产生,考虑四种产生通道并求解玻尔兹曼方程,首次给出完整引力波谱,发现暴胀后高频引力波能量密度可能显著超过暴胀期引力波。
2025-09-22 astro-ph.CO hep-ph
BICEP/Keck Constraints on Attractor Models of Inflation and Reheating
最近的BICEP/Keck宇宙微波背景数据,结合以前的WMAP和普朗克数据,施加强有力的新的约束倾斜的标量扰动谱,$n_s$,以及张量标量比,$r$。这些约束的膨胀,$N_*$,膨胀耦合到物质,$y$,和再加热温度,$T_{\rm reh}$,我们评估的吸引子模型制定的通货膨胀,在无标度超引力的数量的e倍。68% C. L。$(n_s, r)$区域有利于大的$N_*, y$和$T_{\rm reh}$值,这受到引力子和超对称暗物质产生的限制。
2022-01-23 astro-ph.CO hep-ph
LiteBIRD and CMB-S4 Sensitivities to Reheating in Plateau Models of Inflation
本研究针对三类暴胀平台势模型,推导模型参数与CMB可观测量的关系,通过马尔可夫链蒙特卡洛预测验证LiteBIRD和CMB-S4可同时约束暴胀能标与再加热温度,首次给出再加热温度上下界并可测量部分模型的暴胀子耦合,助力探索暴胀模型的粒子物理基础。
2024-05-03 astro-ph.CO hep-ph
Effect of reheating on predictions following multiple-field inflation
我们研究了宇宙学观测量对由多个标量场驱动的暴胀后的再加热相的敏感性。我们描述了一种方法,它允许半解析处理的影响,微扰再加热宇宙学扰动使用突然衰变近似。专注于$\mathcal{N}$ -二次暴胀,我们展示了如何的标量谱指数和张量标量比的影响,在该速率的标量场衰减成辐射。我们发现,对于某些选择的衰变率,再加热后的多场膨胀可以有一个显着的影响宇宙学观测值的预测。
2018-01-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Reheating constraints on Tachyon Inflation
快子暴胀是弦论激发的非正则暴胀最有吸引力的模型之一。在这项工作中,我们重新审视了考虑再加热的逆$\cosh$势和指数势对快子暴胀的约束。虽然再加热的相位还不是很清楚,但它可以用再加热温度$T_{re}$,再加热过程中的e折叠数$N_{re}$和再加热过程中的有效状态方程$w_{re}$来参数化,这些参数可以与快子势的参数相关联。谱指数$n_s$和张量标量比$r$。对于各种再加热方案,存在$w_{re}$的有限范围,并且再加热温度应高于电弱标度。通过施加这些条件,我们发现逆$\cosh$势和指数势都不受普朗克观测的青睐。我们还发现,这两种势的$w_{re}$应该接近$1$,以满足Planck-2015对$n_s$和$r$的联合约束。
2018-11-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Higgs Inflation, Reheating and Gravitino Production in No-Scale Supersymmetric GUTs
我们扩展了我们以前在无标度超引力和大统一背景下对超对称希格斯暴胀的研究,包括基于翻转SU(5)和Pati-Salam群的模型。与之前的SU(5)大统一理论模型一样,这些模型产生了一类暴胀模型,其暴胀预测介于二次混沌暴胀和类斯塔宾斯基暴胀之间,同时避免了质子衰变极限的紧张。我们进一步分析了这些模型中的再加热过程,导出了与再加热温度无关的e折叠数。给出了宇宙微波背景扰动中标量倾斜和张量标量比的相应预言,并讨论了暴胀后引力子的产生。
2016-08-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dissipative Effects on Reheating after Inflation
暴胀子必须在暴胀后将其能量转化为辐射,在传统的情况下,这是由微扰暴胀子衰变引起的。这种再加热过程在某些情况下会复杂得多:衰变产物从振荡的暴胀子和热环境中获得质量,因此可以修改传统的再加热方案。我们详细研究了暴胀子产生粒子的过程,随后的热化和暴胀子/等离子体系统的演化,并考虑了暴胀子在热等离子体中的耗散。结果表明,再加热温度是显着的影响,这些影响。
2013-03-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic Inflation: Background dynamics, Quantum fluctuations and Reheating
本文讲义教学性地介绍暴胀宇宙学,涵盖背景标量场动力学、暴胀期间量子涨落产生原初扰动及单场范式下暴胀后的再加热过程。
2024-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational reheating in quintessential inflation
我们提供了一个详细的研究引力再加热在典型的通货膨胀推广以前的分析只适用于标准的情况下,通货膨胀之后,由辐射的能量密度占主导地位的时代。典型的暴胀假设暴胀和宇宙的暗能量有一个共同的起源。在这种情况下,再加热可以通过暴胀-动能转换期间的引力粒子产生而发生。我们用数值计算了辐射能量密度的大小,并确定了辐射开始占主导地位的温度$T_*$。$T_*$的值由膨胀期间的哈勃参数$H_0$和过渡时间$Δt$控制,对于$H_0 Δt \ll1$,按比例缩放为$H_0^2 [\ln(1/H_0Δt)]^{3/4}$,对于$H_0Δt \gg 1$,按比例缩放为$H_0^2 (H_0 Δt)^{-c}$。模型相关的参数$c$被发现是在两个不同的参数化通货膨胀和kination之间的过渡约为0.5。
2009-04-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Enhanced (p)reheating in DBI Inflation
我们研究了DBI混合暴胀中的预热问题。预热的发生是因为物质场与暴胀子的非最小耦合。尽管耦合很小,预热发生作为一个狭窄的参数共振,其中物质场和暴胀子模式是指数创建。我们表明,在使用的近似,该过程是非常有效的,在后期。共振阶段让位于暴胀到玻色子或费米子自由度的衰减,并确定了相应的再加热温度。
2009-08-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation and Reheating by Dynamical Torsion
KEK(高能加速器研究机构);Tohoku University(东北大学)
该研究探讨动力学挠率驱动的暴胀,计算暴胀子衰变率发现其存在非零的反常诱导衰变过程,进而给出此类暴胀模型的再加热温度下限。
2026-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating and leptogenesis in a SUGRA inspired brane inflation
我们通过宇宙的热历史和与早期宇宙粒子物理现象学有关的leptogenesis,广泛研究了背景超引力驱动的膜膨胀的特定模型中的现象学含义。本文利用单圈修正暴胀势研究了标准模型粒子膜再加热温度的解析表达式和数值估计。这导致了这种类型的通货膨胀的再加热的一些新的功能,这些功能对通过再加热温度生产轻中子所需的重马约拉纳中微子有严重的影响。我们还导出了再加热和辐射主导时期的引力子丰度表达式。我们进一步估计了相变阶段的不同参数,并揭示了它们的显著特征。最后,我们明确地给出了通过有效CP相的CP破坏量的估计,它与重子不对称性以及引力子暗物质丰度有关。
2011-12-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Reheating constraints in inflationary magnetogenesis
在众多的原始磁成因模型中,暴胀理论是解释当前宇宙磁场存在的最佳候选模型。假设暴胀后恢复共形不变性,那么在宇宙减速时期,特别是在再加热期间,它们的能量密度会随着辐射而降低。在不作任何假设的通货膨胀,磁机制和再加热如何进行,我们表明,需要大规模的磁场保持subdominant通货膨胀后,给出了非平凡的约束条件的再加热状态方程参数和再加热能量规模。在所谓的再加热参数方面,我们发现对于今天5 × 10^(-15)高斯量级的大尺度磁场,ln(Rrad)> -10.1。这个约束,然后比较那些已经来自宇宙微波背景(CMB)的数据,假设一个特定的暴胀模型。避免磁场反作用总是对CMB的补充,并且可以对所有高能暴胀模型的再加热给出更严格的限制。例如,如果今天的磁场强度是Bo = 5 x 10^(-15)G,那么在低于通常500 GeV的能量标度下,大的场物质主导的再加热就不能发生,如果Bo = 10^(-9)G,那么这个标度将上升到10^(10)GeV。
2012-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and Reheating with a Fermionic Field
暴胀长期以来一直是理解早期宇宙的公认范式。大多数暴胀模型都有一个标量场作为暴胀子粒子,在暴胀后,它在一个被称为再加热成标准模型(SM)粒子的过程中衰变。在这项工作中,我们考虑一个费米子作为暴胀子场。诺特对称性论证表明,如果费米子与引力的耦合不是最小的,那么它就可能存在一个指数膨胀的宇宙。我们在这个模型中使用这样的场景来研究通货膨胀和再加热。我们发现在这个模型中所涉及的各种参数,其中包括非最小耦合强度$ξ$,质量$m$和汤川耦合$Y$之间的关系。
2018-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nonperturbative Dynamics Of Reheating After Inflation: A Review
我们对暴胀结束和大爆炸核合成(BBN)之间宇宙状态的理解是不完整的。暴胀结束时的动态是丰富的,是观测信号的潜在来源。再加热,暴胀子和标准模型场之间的能量转移(可能通过中介)及其随后的热化,可以提供暴胀如何适应已知高能物理的线索。我们提供了一个概述,我们目前的理解的非微扰,非线性动力学在年底的通货膨胀,一些显着特点的现实粒子物理模型的再加热,以及宇宙如何达到热状态之前BBN。此外,我们还回顾了文献中的分析和数值工具,以研究预热和再加热,并讨论了这个迷人时代的潜在观测特征。
2014-12-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining Curvatonic Reheating
我们推导出第一个系统的观测约束再加热模型的通货膨胀,其中一个额外的光标量场有助于原始密度扰动,并影响在再加热过程中的膨胀历史。这包含了原始的曲率模型,但也涵盖了更大类的场景。我们发现,相比于单场的情况下,较低的值的能量密度在结束时的膨胀和再加热温度是优选的,当引入一个额外的标量场。例如,如果暴胀是由一个四次势,这是最受欢迎的模型之一,当一个轻标量场被添加,上界$T_{\mathrm{reh}}<5\times 10^{4}\,\mathrm{GeV}$的再加热温度$T_{\mathrm{reh}}$的推导,并讨论了该值对后暴胀物理的影响。关于再加热获得的信息也被量化,它被发现,它仍然温和的高原通货膨胀(虽然仍然大于在单场版本的模型),但可以成为大量的四次通货膨胀。在通货膨胀结束时的额外的标量场的vev所发挥的作用被突出,并打开有趣的可能性,探索随机通货膨胀的影响,可以确定其分布。
2017-01-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB constraints on dark matter phenomenology via reheating in minimal plateau inflation
我们考虑了一个特定的平台型暴胀模型中CMB对再加热和暗物质参数空间的约束。平台暴胀模型是目前最受欢迎的数据模型,可以很好地近似为$ϕ=0$周围的$V(ϕ)\propto ϕ^n$形式的势。这一事实使得在可行的宇宙学方案中用一般暴胀子状态方程研究再加热相成为可能。此外,在我们最近的工作[1]的基础上,我们推广了再加热与当前CMB数据和一般暴胀子状态参数方程的暗物质参数空间之间的联系。
2019-06-06 hep-ph
The Dark Universe after Reheating in String Inflation
我们研究了弦暴胀模型中暗物质和暗辐射在再加热后的产生,其中卡-丘模型有一个双折射结构,可见扇区生活在D3膜上。我们展示了如何从通货膨胀,再加热,超对称性破缺和暗辐射不同的物理约束之间的相互作用,导致不同的预测暗物质的性质。
2022-08-01 hep-ph hep-th
Reheating in 3-form inflation
我们考虑的3-形式的字段,这已被认为是一个候选人实现通货膨胀,耦合到一个标量场模型的相对论性物质粒子在再加热时代。我们已经研究了这个理论的稳定性条件,发现引入这样的耦合不会导致任何鬼或拉普拉斯不稳定性。我们还研究了再加热温度和粒子的生产,由于参数共振。我们发现,这个过程是更有效的,在这个理论相比,标准标量场暴胀的情况下的结果。
2012-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating and Entropy Perturbations in Fibre Inflation
我们研究了{ \it Fibre Inflation}的一些单场和两场实现中的再加热。我们发现,再加热开始于预热阶段,在该阶段中长波长波动模式被激发。在两个场模型中,第二个标量场中红外涨落的参量放大--与熵模有关--可能会引起曲率涨落的不稳定性。我们表明,至少在我们考虑的模型中,熵模式有足够大的质量,以防止这种不稳定性。因此,从重新加热的角度来看,我们认为模型表现良好。
2018-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Confronting Dark Matter Freeze-In during Reheating with Constraints from Inflation
本研究探讨非瞬时再加热对暗物质冻结注入产生的影响,发现其依赖于暴胀模型,并利用CMB约束推导母粒子衰变长度下限,与LLP搜索比较,强调暴胀动力学对解释对撞机信号的重要性。
2024-05-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Leptogenesis from reheating after inflation and cosmic string decay
宇宙弦形成于标准超对称混合暴胀的末端,暴胀和弦都对CMB各向异性有贡献。如果用$B$ - $L$来测量在暴胀结束时被破坏的对称性,那么对于稀薄成因来说,存在一种混合的情况:右手中微子可以在再加热过程中通过暴胀子衰变以及宇宙弦衰变以非热的方式产生。我们表明,与CMB数据一致的参数空间可以容纳一个或两个方案取决于右手中微子的质量。
2005-11-14 hep-ph
CMB constraints on the inflaton couplings and reheating temperature in $α$-attractor inflation
我们研究了$α$ -吸引子模型中的再加热问题,其中暴胀子与其他标量或费米子耦合。我们表明,参数空间包含可行的区域,其中暴胀耦合辐射可以确定的CMB温度波动的性质,特别是光谱指数。这可能是测量这些基本微物理参数的唯一方法,这些参数通过设定热大爆炸的初始温度来塑造宇宙,并包含有关将给定的暴胀模型嵌入更基本的物理学理论的重要信息。该方法也适用于其它单场暴胀模型。
2017-11-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark matter and Standard Model reheating from conformal GUT inflation
共形对称性的自发破缺在暴胀宇宙学和粒子物理现象学的成功建模中得到了广泛的应用。共形大统一理论(CGUT)暴胀提供了与Starobinsky和Higgs暴胀相同的标量倾斜和张量标量比。此外,它预测质子的寿命与目前的实验约束兼容。在本文中,我们扩展了CGUT来解释暗物质的产生和标准模型的再加热。为此,我们引入了一个直接耦合到暴胀子的隐藏扇区,而可见扇区的再加热是通过暗粒子和希格斯玻色子之间的门户耦合实现的。暗粒子和希格斯玻色子的质量和相互作用由暴胀子的共形势和非零VEV的形式决定。我们在模型的参数空间中提供了基准点,这些基准点给出了与大爆炸核合成相容的观测到的暗物质遗迹密度和再加热温度。
2020-07-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Brane inflation with dark reheating
在膜世界的场景中,暴胀真空能量可能会逃逸到更高维度的大体积中,在膜上留下暗辐射效应。本文分析了Randall-Sundrum类型模型中无质量体标量辐射对暴胀子的阻尼以及暗辐射的产生。
2004-11-01 hep-ph
Curvaton Reheating in Non-oscillatory Inflationary Models
在非振荡(NO)暴胀模型中,再加热机制通常基于引力粒子产生或瞬时预热机制。本文在NO模型中引入曲率机制来对宇宙进行再加热,从而产生曲率微扰。具体地说,我们考虑Peekeen-Vilenkin经典暴胀模型,其中再加热温度可以从1 MeV扩展到$10^{13}$ GeV。
2003-06-26 astro-ph hep-ph
Note on Reheating in G-inflation
我们研究了在动力学驱动的G-暴胀模型中暴胀结束时的粒子产生,并表明,尽管没有暴胀子振荡,因此没有参数共振不稳定性,但由于与不断发展的暴胀子场的耦合,物质粒子的产生可能比纯引力帕克粒子的产生更有效。
2016-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observing the Inflationary Reheating
再加热是连接暴胀和随后的热大爆炸阶段的时期。这个时代在概念上非常重要,但在观测上却知之甚少。我们表明,目前的普朗克卫星测量的宇宙微波背景(CMB)的各向异性约束的再加热时代的运动学性质的暴胀模型。这一结果是通过推导《通货膨胀百科全书》中约200个模型的再加热参数的边缘化后验分布得到的。通过每个模型的统计证据来解释数据,我们表明普朗克2013年的测量导致后验到先验体积平均减少40%。对再热进行一些额外的假设,如指定一个平均状态方程参数,或将分析集中在特殊的情况下,可以增强或减少这种约束。我们的研究还表明,贝叶斯证据的模型可以大大影响的再加热属性。因此,当前CMB数据的精度是这样的,估计一个模型的观测性能,现在需要纳入有关其再加热历史的信息。
2015-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational modulated reheating and non-Gaussianity in Supergravity R^2 inflation
在R^2暴胀之后,再加热通过共形非不变场的引力粒子产生进行。我们认为,非零的期望值的平面方向通用超对称理论打破共形不变性的领域耦合到他们的位置依赖的方式,由于量子涨落。因此,在超重力R^2暴胀之后,可以发生调制再加热。由此产生的曲率波动是充气期间产生的波动和调制再加热产生的波动的混合物。谱指数取n_s=0.960和0.983之间的值,局部型非高斯性的非线性参数可以是f_nl \sim \pm 10,并且张量与标量比是r \le 4 \times 10^{-3}。
2013-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and reheating in quadratic metric-affine gravity with derivative couplings
本研究在度规-仿射引力框架下,通过导数耦合的二次作用量模型,验证了暴胀预言与观测一致,并指出最大再加热温度可达约3×10^15 GeV。
2024-06-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gauge Field Production and Schwinger Reheating in Runaway Axion Inflation
在一类(赝标量)暴胀中,暴胀阶段之后是一个kination阶段,宇宙由暴胀子的动能主导,它在一个消失的标量势中逃逸。在这类宇宙的后暴胀演化中,宇宙的再加热不能通过暴胀子粒子衰变来实现,这需要它在二次势中的相干振荡。在这项研究中,我们探讨了U(1)规范场的生产通过之间的赝标暴胀子和规范场在kination时代的陈-西蒙斯耦合,并检查随后的成对粒子的生产所引起的放大的规范场被称为施温格效应,这可能会导致宇宙的再加热。我们发现,通过对标准模型超U(1)规范场的Schwinger效应的粗略估计和随后对产生粒子的热化,通过它们最终对暴胀子的动能的支配,以及一些合理的参数设置,可以实现宇宙的成功再加热。这可以理解为“施温格再加热”的具体实现。从后来的时间宇宙学的约束也进行了讨论。
2021-10-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Towards Universal Axion Inflation and Reheating in String Theory
最近的BICEP 2测量的B-模式表明,在暴胀宇宙学中,一个大的张量标量比,这指向trans-Planckian演化的暴胀子。我们提出了可能的弦理论实现。自然和轴子单值膨胀计划的IIB型大体积方案的框架内。在这两种情况下的暴胀子是由普遍的轴子和它的潜在的F-项产生在subleading阶。我们的模型显示出一个自然的机制,暴胀衰变成主要的标准模型粒子。
2014-06-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Bridging between reheating and late-time observations in quintessential inflation
本文通过从现在回溯暴胀场演化,建立再加热温度与暗能量状态方程的普适解析关系,证明成功再加热的典型暴胀模型预言暗能量状态方程极其接近-1。
2025-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simulating (p)reheating after inflation via the DCE?
我们注意到预热/微扰再加热,(p)再加热,模型在后暴胀宇宙学和量子光学中的动态卡西米尔效应(DCE)之间的一些密切的相似之处。对于等离子体镜模型,我们展示了如何有效的等离子体质量(所产生的传导电子)的行为就像一个振荡的暴胀子场,而创建的光子的行为就像一个标量场二次耦合到暴胀子。此外,时空膨胀的影响也可以通过改变介电函数来合并。我们提出了一个实验,可以模仿(p)再加热的窄和宽的参数共振,采用技术已经被用于试图通过等离子体镜检测DCE光子。
2014-09-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Reheating in Gauss-Bonnet-coupled inflation
我们研究了在后期具有大的高斯-博内耦合的通货膨胀模型的可行性,这些模型已被证明可以修改和防止通货膨胀的结束。尽管高斯-邦纳模型在预测有利的功率谱方面具有潜力,与现在不受欢迎的标准混沌暴胀模型相比,它能够大大降低张量与标量之比,但重要的是要了解在什么情况下后暴胀(p)再加热可能进行,从而恢复可接受的晚期宇宙学。我们认为,在以前研究的逆幂律耦合的情况下,再加热不能发生由于缺乏振荡的解决方案的暴胀,而不是即时预热,也没有引力粒子生产将避免这个问题,由于暴胀的能量密度的持久性,即使它是部分衰减。因此,我们继续定义一个最小的概括的模型,可以允许微扰再加热和研究的后果,包括重修改动态再加热和预测的功率谱。
2016-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on Kähler moduli inflation from reheating
我们提出了预测的凯勒模量通货膨胀模型的光谱倾斜参数化的再加热时代的有效状态方程参数和再加热的e-折叠的数量,并考虑到后通货膨胀的历史模型。这个模型有一个宇宙的能量密度由冷模量粒子主导的时代。我们比较我们的结果与数据从普朗克任务,发现异国情调的再加热(有效状态方程$w_{\rm re}$大于1/3),需要匹配的意见。对于正则再热情形,我们推导出了$w_{\rm re} = 0$。我们还分析了我们的结果的背景下,正在计划为未来的观测和他们的预测敏感性。
2017-11-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effects of Fragmentation on Post-Inflationary Reheating
本研究分析暴胀后再加热时期碎片化的影响,发现其效应依赖再加热机制:费米子衰变再加热基本被排除,玻色子衰变受影响小,散射再加热会降低再加热温度。
2023-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Hole Formation During Slow Reheating After Inflation
我们研究了宇宙早期膨胀后缓慢再加热期间原始黑洞(PBH)的形成。我们演示了如何PBH形成机制可能会改变,甚至在结束之前的物质占主导地位的阶段,并计算预期的PBH质量函数。我们发现,有一个阈值的密度对比度的方差,$σ_c \simeq 0.05$,低于该过渡甚至发生在再加热之前,这具有重要的后果PBH质量函数。我们还表明,有一个最大的截止PBH质量在$100\,M_{\odot}$左右,低于该次主导辐射浴影响PBH生产,使最近的LIGO观测的黑洞合并的情况特别有趣。
2018-06-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Perturbative Reheating and Gravitino Production in Inflationary Models
暴胀结束时来自引力子束缚的低再热温度限制了与稀薄成因模型相关的重马约拉纳中微子的产生。然而,在暴胀结束时宇宙再加热的详细视图意味着再加热期间的最高温度$\Tmax$可以比最终再加热温度高几个数量级。这样就可以产生出轻生所需的重马约拉纳中微子。我们对再加热过程中的引力子产生及其对$\Tmax$的依赖性进行了补充计算。我们发现,重力子丰度在再加热过程中产生的四次电位是比较标准的估计再加热后产生的丰度和研究其后果leptogenesis。
2009-06-19 astro-ph hep-ph
Higgs vacuum metastability in primordial inflation, preheating, and reheating
目前对希格斯玻色子玻色子质量和汤川耦合的测量表明,有效希格斯势在普朗克尺度以下发展出不稳定性。如果暴胀的能量标度与大统一尺度一样高,希格斯场的暴胀量子涨落很容易破坏标准电弱真空的稳定性,产生大量的AdS畴。如果引入相对较大的非最小希格斯引力耦合或暴胀子-希格斯耦合,则可以避免暴胀过程中的这种不稳定。这种耦合产生了一个大的有效质量项,可以提高有效希格斯势,抑制希格斯场的真空涨落。然而,在原始暴胀之后,这种有效质量迅速下降,并且非最小的希格斯引力或暴胀-希格斯耦合可以通过参数共振引起希格斯场的大波动,从而在预热阶段产生AdS畴。此外,热涨落的希格斯场不能忽略在进行再加热时期。我们讨论了在膨胀,预热和再加热过程中的希格斯真空波动,并表明,希格斯亚稳性问题是严重的,除非暴胀子势的能量尺度远低于大统一体尺度。
2016-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the reheating stage after inflation
我们指出,暴胀衰变产物获得等离子体质量在再加热阶段后的通货膨胀。等离子体质量可能使暴胀子衰变动力学禁止,导致温度保持冻结在一个平台值的一段时间。我们表明,最终的再加热温度可能是唯一确定的暴胀子质量,并可能不依赖于它的耦合。我们的发现对危险文物在再加热过程中的热产生具有重要意义(例如,引力子),用于从宇宙微波背景各向异性数据中提取暴胀的粒子物理模型的界限,用于在再加热期间产生大质量暗物质候选物,以及用于在再加热期间产生大质量粒子的重子生成或轻子生成模型。
2003-07-18 astro-ph hep-ph
Reheating predictions in single field inflation
再加热是暴胀结束后的一个过渡时期,在此期间,暴胀子转化为粒子,在以后的时间里填充宇宙。通常没有直接的宇宙学观测值可以追溯到这段再加热时期。然而,可以导出间接边界。一种可能性是考虑从哈勃穿越到现在的可观测CMB尺度的宇宙学演化。根据不同的模型,再加热后的持续时间和最终温度,以及它的状态方程,可能直接与暴胀观测相关联。对于单场暴胀模型,如果我们用一个常数状态方程近似再加热,可以导出再加热持续时间(或最终温度)、状态方程参数与标量功率谱振幅和谱指数之间的关系。虽然这是一个简单的近似,通过限制状态方程位于一个广泛的物理允许的范围内,人们可以反过来括号$n_s$和$r$这些模型的允许范围。添加的约束可以帮助打破膨胀模型之间的退化,否则这些模型在$n_s$和$r$的预测中重叠。
2015-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Perturbative Reheating After Multiple-Field Inflation: The Impact on Primordial Observables
我们研究了多场暴胀模型中微扰再热对原始观测量的影响。通过突然衰变计算,我们得到了局域型非线性参数$f_{\rm NL}^{\rm local}$、标量谱指数$n_ζ$和张量标量比$r_T$随暴胀场衰变率变化的解析表达式.我们比较我们的分析结果,一个完全数值的经典场论模拟,发现极好的协议。我们发现,$f_{\rm NL}$,$n_ζ$和$r_T$的再加热阶段的敏感性在很大程度上取决于基本的暴胀模型。我们量化这种敏感性,并讨论必须满足的条件,如果可观察到的预测是不敏感的动态再加热。我们证明,在完成再加热,所有的可观察量采取有限范围内的值,其限制完全由通货膨胀期间的条件。此外,在这两个领域的波动起着重要的作用,在确定充分依赖的动态再加热的观测。通过将我们的形式应用于两个具体例子,我们证明了再加热动力学变化引起的$f_{\rm NL}$、$n_ζ$和$r_T$的变化完全在普朗克的敏感度范围内,因此,在预测多场暴胀模型时必须考虑再加热的影响。我们的最终表达式是非常一般的,包括范围广泛的两个领域的暴胀模型,包括标准的曲率的情况。我们的结果允许一个更统一的方法来研究两个领域的通货膨胀,包括微扰再加热的影响。因此,整个类别的模型可以一起研究,允许更系统的方法通过观察来深入了解早期宇宙的物理学。
2014-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Magneto-reheating constraints from curvature perturbations
作为额外的扰动自由度,我们知道暴胀起源的磁场可以产生超哈勃尺度的曲率扰动。通过要求在膨胀和再加热过程中磁产生的曲率保持小于其膨胀绝热对应物,我们得到了新的约束最大场值今天,再加热能量尺度及其状态方程参数。这些边界最终比与磁场到背景上的可能反作用相关的边界强几个数量级。我们的结果很容易适用于任何慢滚单场暴胀模型和任何磁场,其能量密度标度为一个^伽马在通货膨胀。作为一个说明性的例子,只有当物质主导的再加热发生在能量大于10^5 GeV时,才发现大质量暴胀与今天的磁场保持兼容,对于某些伽马值,Bo = 5 x 10^(-15)G。相反,假设γ =-1,大规模暴胀之后的物质主导的再加热不能解释今天大于10^(-20)G的大规模磁场。
2013-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary models constrained by reheating
本文研究暴胀模型中再加热温度与持续时间对宇宙学观测量的约束作用,通过一致性关系限制谱指数、张量-标量比等参数,并以广义α-attractor模型为例结合宇宙学数据验证其可行性。
2024-03-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Rich Tapestry: Supersymmetric Axions, Dark Radiation, and Inflationary Reheating
我们利用超对称性、暴胀、轴子、大爆炸核合成(BBN)和宇宙微波背景辐射(CMB)之间的互补性,结合最近的Planck和BICEP结果来约束超对称轴子模型.特别是,我们得到BBN边界来自改变轻元素丰度考虑到强子和电磁能量注入,和CMB约束黑体光谱失真。最后,我们概述了这些超对称模型的可行与排除的区域,可能占观察到的温和的暗辐射。
2014-11-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th