Inflaton accretion onto primordial black holes during reheating
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
研究通过α-吸引子E模型,将再加热初始条件直接锚定到宇宙微波背景观测,分析原始黑洞在再加热时期与辐射背景的相互作用,发现吸积过程导致最终原始黑洞质量的非线性增强,进而影响其霍金蒸发寿命和随机引力波背景。
2026-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating with Effective Potentials
我们考虑一个带电的暴胀子,这是最低限度地耦合到电磁再加热。这种暴胀子的演化导致光子的质量依赖于时间。我们展示了如何大量的光子传播可以表示为空间傅里叶模式和涉及三种不同的模式功能,就像恒定质量的情况下。我们开发了精确的解析近似这些模式的功能,并使用它们来近似施加在充气$0$模式的有效力。这种有效力允许人们简单地计算暴胀$0$ -模式的演变,并遵循再加热的进程。
2022-11-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generalised asymptotic solutions for the inflaton in the oscillatory phase of reheating
我们确定广义渐近解的暴胀子场,哈勃参数,和状态方程参数有效的振荡阶段的再加热的潜力,接近他们的全球最小值的行为,甚至单项潜力。对于二次势,我们推导出一个广义的渐近展开的暴胀相对于宇宙时间的逆幂所设置的尺度。对于四次潜在的,我们推导出一个明确的,两项广义渐近解的雅可比椭圆函数,与宇宙时间的平方根的逆幂的规模。最后,在一般情况下,我们发现类似的两项解决方案,其中的领导阶项的高斯超几何函数的隐含定义。在一般情况下,讨论了瞬时状态方程参数首项与不同平均值的关系。
2019-12-06 gr-qc
(P)reheating after minimal Plateau Inflation and constraints from CMB
研究了一类考虑暴胀子$(χ)$与再加热场$(ϕ)$之间的四脚相互作用项$(1/2)g^2ϕ^2χ^2$的平台暴胀模型的预热相.我们特别关注的参数$ϕ_*$,控制通货膨胀的动力学和形状的暴胀潜力的影响。对于$ϕ_* < M_p$,暴胀子势偏离通常的幂律行为$ϕ^n$显著地改变了预热动力学的微观行为。对于两个不同的$ϕ_*$值,我们使用$n=2,4,6$分析和比较了所考虑的不同模型的产生效率、热化效率和系统的最终状态方程。最重要的是,当我们增加$n$或减少$ϕ_*$时,预热非常有效地发生,最终的状态方程是辐射的状态方程,$w=1/3$。特别是对于$n=2$,最终的状态方程为$w\simeq 0.2$。然而,一个完整的衰变的暴胀子不能实现与四腿相互作用的任何模型正在考虑。因此,为了完成再加热过程,我们对再加热阶段的第二阶段进行了微扰分析。以最终产品的预热阶段作为初始条件,我们已经解决了齐次玻尔兹曼方程的两个字段补充的约束来自随后的熵守恒。这样,我们就可以计算出预热结束后的再加热温度,否则再加热温度是不明确的。对于给定的暴胀子衰变常数和CMB温度,温度可以是唯一固定的。我们还将所得结果与传统的再热约束分析进行了比较,并从场论的角度讨论了暴胀子衰变常数的极限。
2019-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonequilibrium inflaton dynamics and reheating. II. Fermion production, noise, and stochasticity
我们提出了一个详细的和系统的粗粒度的,非平衡动力学的标量暴胀子场耦合到费米子场在后期阶段的再加热期的暴胀宇宙学的分析。我们推导出了一般弯曲时空中暴胀子平均场和方差在两个环上的耦合非微扰方程,并证明了运动方程是真实的和因果的,两点函数的间隙方程是耗散的,由于费米子粒子的产生。然后,我们专门的闵可夫斯基空间和小振幅暴胀子振荡的情况下,并推导出微扰的单回路耗散和噪声内核的汤川耦合常数的四阶正常阈值耗散和噪声内核满足零温度波动耗散关系。我们推导了暴胀零模动力学的朗之万方程,并证明了它的方差在再加热过程中是不可忽略的。暴胀子的随机演化可能具有重要的天体物理学后果。
1998-03-19 gr-qc hep-ph
Inflaton decay and reheating in nonminimal derivative coupling
研究了具有混沌势的非最小导数耦合(NDC)模型中暴胀子的衰变和暴胀结束后的再加热期。一般来说,这个模型是已知的,以提供一个增强的慢滚膨胀所造成的重力增强摩擦。我们发现哈勃参数的剧烈振荡引起声速平方的振荡,这意味着在共动规范$φ=0$下曲率微扰$ζ$的拉格朗日不稳定性.同时,还证明了曲率扰动在$\dotϕ=0$处爆炸,导致共动规范在$\dotϕ=0$处崩溃.因此,我们使用牛顿规范进行微扰分析,其中牛顿势被用作物理变量。曲率扰动不被认为是描述再加热过程中相关扰动的物理变量。
2016-07-01 gr-qc hep-th
On the breakdown of the curvature perturbation ζ during reheating
在单标量场暴胀模型中,标准曲率微扰在超视界尺度下是守恒的,但在dΦ/dt=0时,即背景暴胀场的时间导数为零时,标准曲率微扰在再加热过程中发散。这是因为当dΦ/dt= 0时,共动规范φ=0(其中φ表示暴胀子微扰)会破裂。这个问题通常是绕过平均的暴胀子振荡,但严格地说,演变的暴胀子是不适定的数学。我们解决了这个问题的自由理论,通过引入一个家庭的光滑规范,仍然消除了暴胀波动的哈密顿形式主义,并给出了一个表现良好的曲率微扰,这是严格保守的超视界尺度。在线性化的水平上,这个守恒变量可以被用来明确地传播暴胀扰动从暴胀结束到随后的时期。我们讨论的影响,我们的结果的通货膨胀的预测。
2015-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reheating of the Universe as holographic thermalization
假设规范/引力对应,我们研究宇宙的再加热使用其全息对偶。膨胀子衰变和衰变产物的热化对应于球壳的坍缩和对偶反德西特(AdS)时空中黑洞的形成。再加热温度被计算为由动态边界探测的已发展黑洞的霍金温度,并且由暴胀子能量密度和AdS半径确定,并从壳塌缩的动力学进行校正。对于给定的初始能量密度的暴胀子场的全息模型给出显着较低的再加热温度比即时再加热的情况下,而它被证明是安全的唯象范围内。
2015-09-15 gr-qc hep-ph hep-th
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
The charged inflaton and its gauge fields: preheating and initial conditions for reheating
我们计算粒子生产过程中的通货膨胀和在早期阶段的再加热后的通货膨胀模型与带电标量场耦合到阿贝尔和非阿贝尔规范场。详细分析了原始电场、磁场和电荷涨落在膨胀和预热结束时的功率谱。我们仔细考虑高斯约束在通货膨胀和预热,并澄清的纵向分量的电场的作用。我们计算了产生的规范场在暴胀凝聚体上的反作用的时间尺度,标志着场的非线性演化的开始。我们提供了一个处方的初始条件晶格模拟必要的捕捉随后的非线性动力学。在观测方面,我们发现,原始磁场产生的太小,以解释银河系尺度上的磁场的起源和电荷的波动是在本文所考虑的模型的观测范围内。
2016-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Braneworld reheating in the bulk inflaton model
在体标量场驱动的膜世界暴胀的背景下,为了理解暴胀后的再加热,我们研究了体标量场到膜上物质的能量耗散。利用格林函数方法导出了具有耗散的体场的后期行为,并严格证明了只要膜上的Hubble参数和体标量场的质量远小于5维反曲率标度,该体暴胀子模型就能再现标准的再加热过程.我们的结果支持了这样一种观点,即由体标量场引起的膜暴胀模型有望成为早期宇宙的一个可行的替代方案。
2003-03-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Universe Reheating after Inflation
研究了暴胀子场快速振荡暴胀后的标量粒子产生问题。我们使用的框架与四次和二次暴胀子潜力的混沌通货膨胀的情况。特别注意的是发生在快速振荡的暴胀子场的存在下的参数共振现象。我们已经发现,在微扰理论的适用范围内,参数共振的影响是至关重要的,基于一阶玻恩近似的估计往往低估了粒子的产生。在四次暴胀子势$V(φ) = λφ^4$的情况下,即使对于小的耦合常数值,粒子产生过程也是非常有效的。在这种情况下,宇宙的再加热温度比基于一阶玻恩近似的相应估计值大$\left[λ\, \log\, (1/λ) \right]^{- 1}$倍。在二次暴胀子势的情况下,再加热过程主要取决于暴胀子与另一个标量场之间的耦合类型以及耦合常数的大小。如果暴胀子与费米子的耦合以及它与标量场的线性(在暴胀子场中)耦合被抑制,那么,正如Kofman、Linde和Starobinsky之前所讨论的那样(参见参考文献13),暴胀子场最终将与其余的物质解耦,并且剩余的暴胀子振荡可能提供宇宙的(冷)暗物质。在二次暴胀子势的情况下,我们得到了暴胀子场冻结时有效能量密度的最低和最高可能界。
1994-07-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Black Hole Reheating
本文探索了通过原初黑洞蒸发实现宇宙再加热的新途径,发现PBHs的初始质量、丰度及暴胀子耦合决定了两种截然不同的再加热历史,并估算了相关参数范围。
2023-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from self-resonance during reheating with a quantum-corrected inflaton potential
The University of Tokyo(东京大学);Shiv Nadar Institution of Eminence (Deemed to be University)(希夫纳达尔卓越学院(视为大学));RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN(理化学研究所交叉理论数学科学中心(iTHEMS));Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所)
研究暴胀子势的量子修正对预热动力学及引力波谱的影响,通过分析α吸引子T模型及晶格模拟计算谱,发现其信号在超高频区,结果或可探测量子修正,提供紫外物理间接信息。
2026-07-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Secret Higgstory of the Highest Temperature during Reheating
我们研究的标准模型希格斯凝聚体,在宇宙膨胀过程中形成的作用,在时代的再加热如下。我们关注的情况下,暴胀子衰减缓慢和微扰,所以有一个很长的时间之间的通货膨胀的结束和开始的辐射统治。在此期间,希格斯凝聚衰变非微扰,我们表明,它加热的原始等离子体的温度要高得多,而不是从缓慢衰减的膨胀单独。我们讨论了这种热等离子体的膨胀的衰变产物的热化的效果,并研究其现象学意义的宇宙学遗物,如暗物质的形成,与相关的isocurvature波动,并恢复电弱和Peccei-Quinn对称性。
2021-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation, Reheating and Dark Matter
在最近的一篇论文中,Liddle和Urena-Lopez提出,要有一个统一的暴胀和暗物质模型,就必须有一个适当的再加热过程,其中部分暴胀子场仍然存在。在本文中,我提出了一个模型,这是可能的。我发现,结合由暴胀子产物产生的等离子体质量的影响,使我们能够停止这一过程。提出了一个数值估算模型。
2007-04-18 astro-ph gr-qc
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
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
Evolution of Cosmological Perturbations during Reheating
用时空平均和WKB近似得到的理想流体代替快速振荡的暴胀子场,研究了再加热阶段超视界尺度标量扰动的行为.从暴胀子到辐射的能量转移的Barnesian参数的演变的影响,检查现实的再加热过程。结果表明,由能量转移产生的熵扰动是可以忽略不计的小,因此,在再加热过程中的Barclay参数是守恒的一个很好的精度。这证明了传统的处方有关的振幅的量子涨落在通货膨胀和绝热扰动在视界交叉的后弗里德曼阶段。
1996-09-13 gr-qc
A dynamical inflaton coupled to strongly interacting matter
本文将Einstein-inflaton方程与全息术描述的强耦合量子场论自洽耦合,证明该模型能依次产生暴胀宇宙、再加热阶段及最终由热平衡量子场论主导的宇宙。
2024-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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 After Swampland Conjecture
宇宙的演化是从一个炽热而致密的大爆炸点开始的。用早期暴胀周期解释了宇宙微波背景(CMB)辐射的温度涨落图和大尺度结构(LSS)的初始种子。暴胀子作为暴胀场的量子,是宇宙加速膨胀的原因。自相互作用单场模型的势受到观测数据和量子引力的约束。一些形式的势是由普朗克卫星的数据推出的,一些是由量子引力约束推出的。在暴胀或冷暴胀的标准模型中,宇宙首先膨胀,其中暴胀子滚动势的近平坦部分,并且在第二部分中,宇宙再加热,其中暴胀子围绕势的最小值振荡,这导致热化辐射主导宇宙。弦论作为量子引力的最佳模型,在再加热的热化阶段,不允许势能在最小值附近振荡。但在暖的暴胀模型中,热化发生在宇宙膨胀期间,在那里暴胀子滚动接近陡峭的势,宇宙将是辐射主导的,没有任何分离的再加热时期。
2019-12-30 gr-qc
Primordial black hole versus inflaton
本文比较了暴胀子和原初黑洞两种再加热背景下暗物质的产生过程与参数空间,发现原初黑洞主导或暴胀子主导的再加热均可显著拓宽可行的暗物质质量范围。
2024-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves from Inflaton Decay and Bremsstrahlung
本研究探讨暴胀子通过高阶导数耦合衰变及轫致辐射产生引力波,发现低再加热温度下可产生显著暗辐射,并给出幺正性破缺尺度的再加热相关约束。
2024-02-05 gr-qc hep-ph hep-th
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
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
Reheating and Thermalization, Linear Vs. Non-Linear Relaxation
我们考虑的情况下,一个标量场,暴胀子,耦合到较轻的标量和费米子,并研究通过粒子生产在线性和非线性制度的暴胀子的松弛。这对暴胀宇宙模型中的再加热问题有直接的应用。线性状态分析为再加热问题的标准方法提供了一个基本原理,但我们对弛豫和热化进行了区分。我们发现,粒子生产时,暴胀开始在{ \it非线性}区域通常是一个更有效的方式转移能量的暴胀零模式,并进入量子的轻标量比单粒子衰变。对于非线性制度,我们考虑自洽的暴胀子场的期望值的演变耦合到量子涨落的演变。详尽的数值分析表明,所产生的颗粒的分布是远离热,和开放的通道的效果。在费米子的情况下,泡利阻塞在暴胀子演化的早期就开始阻碍能量转移到费米子模式。我们研究的影响,我们的结果的问题,如何计算宇宙的再加热温度膨胀后。
1995-07-25 gr-qc hep-ph hep-th
Brane inflation: swampland criteria, TCC, and reheating predictions
我们考虑在一个5维时空中的暴胀,暴胀子场被限制在一个膜世界中。在这种情况下,我们研究不同类型的潜在的暴胀,讨论其观测结果,并与数据进行比较。我们发现,某些类的潜力是在良好的协议与观察和暴胀子场的值可以是sub-Planckian。此外,我们调查了沼泽地的标准,在这种情况下,并确定模型的一致性与aestructures。这样,我们就可以确定同时满足观测数据和沼泽标准的模型。通过研究再热阶段,再热温度的可接受范围对模型施加了一些限制,从而施加了更多的约束。最后,我们考虑了该模型的trans-Planckian审查猜想的结果,证明了TCC的约束是很强的,可以用来限制膜的张力。
2022-01-22 gr-qc
Nonequilibrium inflaton dynamics and reheating: Back reaction of parametric particle creation and curved spacetime effects
我们提出了一个详细的和系统的非微扰,非平衡动力学的量子场的再加热阶段的膨胀宇宙学,包括完全的反反应的量子场弯曲的时空,以及波动的平均场。我们在空间平坦的FRW宇宙中使用具有不破缺对称性的O(N)场论来研究暴胀子后预热阶段的动力学。暴胀子零模的振荡会引起量子涨落的参量放大,导致能量迅速转移到暴胀子场的非均匀模。我们采用了在前一篇论文[gr-qc/9706001]中导出的平均场和方差的耦合非微扰方程,该方程是通过弯曲时空的两粒子不可约(2 PI)、闭合时间路径(CTP)有效作用量导出的,同时专门用于1/N展开中的首阶。采用绝热正则化。重整化动力学方程是从许多暴胀宇宙学场景中的一般初始数据到慢滚终态的数值演化。初始条件包括一个大振幅,准经典,振荡的平均场,和由德西特不变真空的方差。我们发现,足够大的初始平均场振幅在这个模型中,参数共振效应单独(在无碰撞近似)是不是一个有效的手段来“预热”的量子场。对于小的初始平均场振幅,阻尼的平均场通过量子涨落的参数放大被认为是发生。我们的研究结果表明,时空的自洽动力学在决定后膨胀宇宙的物理中起着重要的作用。
1997-12-07 gr-qc hep-ph
Reheating as a surface effect
我们描述了一个新的机制,通过蒸发的表面电荷的碎片暴胀子凝聚再加热宇宙。我们表明,对于一个范围内的汤川耦合的暴胀的物质部门蒸发引起一个小得多的再热温度相比,标准的微扰衰变。因此,通过表面效应的再加热可以解决暴胀模型中的引力子和模量超过生产问题,而无需微调汤川部门。
2002-04-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Multi-field formulation of gravitational particle production after inflation
我们研究多场暴胀模型,包含一个非平凡的场空间度量和一个非最小的引力和暴胀部门之间的耦合。在这样的模型中,我们知道即使没有明确的相互作用项,暴胀子扇区也可以由于与引力的非最小耦合而衰变为物质,从而在引力作用下重新加热宇宙。使用Bogoliubov方法,我们评估的引力衰变率的暴胀场标量和费米子,并分析再加热动力学。我们还讨论了如何解释的再热动力学不同,在所谓的约旦和爱因斯坦框架,强调Bogoliubov系数的计算是独立的框架中,其中一个开始。
2015-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining the General Oscillatory Inflaton Potential with Freeze-in Dark Matter and Gravitational Waves
本研究针对暴胀后再加热阶段观测约束不足的问题,提出结合freeze-in暗物质质量测量与引力波观测,打破暴胀能标与再加热温度的参数简并,从而约束一般振荡暴胀子势及相关宇宙学参数。
2024-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Warm inflation with an oscillatory inflaton in the non-minimal kinetic coupling model
在冷暴胀情景中,慢卷暴胀和通过相干快速振荡的再加热通常被认为是两个不同的纪元。当慢滚结束时,一个快速振荡阶段开始,暴胀子衰变为相对论粒子,重新加热宇宙。在另一个被称为暖膨胀的模型中,快速振荡阶段被抑制,我们只剩下一个缓慢的滚动阶段,在此期间发生再加热。相反,在本文中,我们提出了一个新的图片通货膨胀的慢滚时代被抑制,只有快速振荡阶段存在。在这个时期的辐射产生考虑在内,所以我们有一个振荡暴胀的暖暴胀。为了提供足够的e折叠,我们采用非最小导数耦合模型。我们研究了宇宙学扰动,计算了暖振荡暴胀结束时的温度。
2017-07-17 gr-qc hep-th
Uncertainty relations for cosmological particle creation and existence of large fluctuations in reheating
我们导出了含时均匀各向同性经典背景中量子标量场的能量密度和压强的不确定关系,这意味着存在与真空期望值相当的大涨落.一个类似的不确定性关系是已知的,以保持场平方,因为该领域可以被视为一个高斯随机变量。我们讨论了这些结果的再加热过程中的标量场驱动的暴胀模型,其中再加热是通过相干振荡暴胀子场的衰变实现的可能影响。具体来说,我们认为,后逆反应的演变可以严重改变这些波动的存在。例如,在一个模型中,暴胀子振荡的相干性被发现在逆反应开始后的很短时间内完全丧失。因此,我们认为,进入一个光滑的阶段,在热平衡是值得怀疑的,在这样的模型和再加热可能会破坏所获得的通货膨胀的平滑。
2011-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reheating, thermalization and non-thermal gravitino production in MSSM inflation
在MSSM暴胀的框架下,通过耦合到UDD暴胀子(一种规范不变的方子组合)的场的衰变研究了物质和引力子的产生。在暴胀结束后,平坦方向在其势能的最小值附近振荡,每次振荡时约有56%的能量在穿过原点时转化为规范/高根诺和标量量子的爆发。这些粒子然后获得一个大的暴胀子VEV诱导的质量和微扰衰变成MSSM量子和引力子,通过瞬间预热非常有效地转移暴胀子能量。关于热化,我们表明,MSSM自由度热化非常快,但不是立即凭借的大真空期望值的暴胀,这打破了$SU(3)_C\times U(1)_Y$的对称性成一个剩余的$U(1)$。能量转移到MSSM量子是非常有效的,因为只有在$\mathcal{O}(40)$完成振荡后才能实现完全热化。因此,UDD暴胀提供了一个非常有效的宇宙再加热,其温度$T_{reh}=\mathcal{O}(10^8\mathrm{GeV})$允许例如几种重子生成机制。我们还计算了引力子数密度从微扰衰减的平坦方向和超对称多重态。我们发现引力子的产生量可以忽略不计,并且满足宇宙学的限制,如大爆炸核合成(BBN)和暗物质(DM)的限制。
2017-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Symmetry Breaking and Reheating after Inflation in No-Scale Flipped SU(5)
无标度超引力和翻转的SU(5)$\times$ U(1)规范群为弦标度以下的物理学提供了一个雄心勃勃的原型弦启发方案,当暴胀子与中微子质量产生相关的单态场之一相关联时,它可以容纳观测所青睐的斯塔宾斯基式暴胀。在暴胀期间,真空保持在未破缺的GUT阶段,并且当具有平坦方向的场(平子)获得真空期望值时,GUT对称性破缺稍后发生。由于衰变通道的打开和关闭取决于平子真空期望值的值,因此,平子衰变和再加热过程在很大程度上取决于GUT对称性破缺。在这里,我们考虑同时宇宙学的膨胀和flaton领域的膨胀后的演变。我们区分弱,中等和强再加热制度,并计算在每种情况下产生的熵作为所有领域解决其全球最小值。这三种再加热方案的不同之处在于汤川耦合的值,汤川耦合在SU(5)的单线态和${\bf 10}$之间引入了质量混合。大统一理论跃迁的动力学对引力子的产生有重要影响,我们还讨论了在这三种情况下我们预期的中微子质量模式。最后,我们使用最近的宇宙微波背景对中微子质量的限制来约束再加热模型,发现如果再加热很强,中微子质量和宇宙学重子不对称性都可以得到解释。
2018-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Brane inflation and reheating
本文研究了IIA型弦论导出的膜世界模型中的暴胀和再加热。这个特殊的设置是基于一个模型的字符串介导的超对称性破缺。暴胀子是D4-膜的横标量之一,D4-膜的一个空间维度在两个NS 5-膜之间拉伸,因此它实际上是三维的。这个D4-膜被吸引到一个D 6-膜上,这个D 6-膜与5-膜之间有一个固定的距离。由D4/D 6相互作用产生的横向标量势是一个很好的暴胀子势。当D4-膜沿着两个5-膜滑向6-膜时,它开始在势的最小值附近振荡。暴胀子场通过汤川耦合与无质量标准模型场耦合。在膜图中,这些耦合是通过另一个D 6 '-膜与D4-膜相交来引入的,这样4-6'弦(其最低的模式是标准模型物质)耦合到4-4弦的标量模式,即暴胀子。暴胀子可以在4-6'弦上衰变为标量和旋量粒子,重新加热宇宙。观测数据用于对模型的参数进行约束。
2003-11-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Parametric Amplification of Gravitational Fluctuations During Reheating
我们证明,宇宙学扰动可以在膨胀后的预热期间通过参数共振进行放大,即使在大于哈勃半径的尺度上,也不会违反因果关系。为了确定不稳定性的强度,对引力和物质波动的统一描述至关重要。为了在再加热过程中提取振荡暴胀子场的特定特征,必须关注一个描述度量波动的变量,该变量在暴胀的标准分析中是恒定的。当在没有自耦合的大质量暴胀子的情况下这样做时,我们发现在再加热过程中,超视界模式没有额外的增长,超出了通常对波动增长的分析所预测的。然而,对于一个无质量的自耦合暴胀子,引力势的值有一个初始的增加,这可能导致不同的观测预测。
1998-09-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Post-Inflation Reheating in an Expanding Universe
本文发展了一种研究暴胀子场共振衰变的分析方法,即$H \neq 0$。它表明,在暴胀子的衰变的参数共振不需要消失时,宇宙的膨胀被考虑在内,虽然产生的粒子的总数是少于在$H \simeq 0$的情况下。
1995-11-28 astro-ph gr-qc hep-ph
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
Thermal and nonthermal dark matters with gravitational neutrino reheating
本文研究引力产生的中微子再加热宇宙,结合I型跷跷板模型,分析热与非热暗物质产生,并给出再加热状态方程约束及暗物质与跷跷板参数的关联。
2025-03-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quadratic reheating
本文唯象地研究了暴胀情形下的再加热过程。在不可逆热力学的框架内,振荡的大质量暴胀子场衰变为轻玻色子是在相互作用的流体的平衡混合物之后建模的。自洽的,分析结果的主要宏观幅度,如温度和粒子数密度的演变。线性和二次衰减率的模型进行了研究,在准完美的制度。线性模型示出非常缓慢地再加热,而二次模型示出产生爆炸颗粒和熵产生。最大再加热温度的达到要快得多,其大小与暴胀子质量相当。
1999-04-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraining scalar-Gauss-Bonnet Inflation by Reheating, Unitarity and PLANCK
根据普朗克数据,我们重新详细讨论了高斯-博内引力与标量函数耦合的理论的暴胀动力学。考虑到混沌暴胀的情况,我们用当前的普朗克数据约束了两个暴胀-高斯-邦纳耦合模型的参数。对于非零的暴胀子-高斯-博内耦合$β$,暴胀分析在$(m,β)$空间中提供了一个大的宇宙学可行区域,其中$m$是暴胀子的质量.然而,我们进一步研究的约束$β$所产生的再加热的考虑和幺正性的树级振幅涉及我们已经研究了$β$的约束所产生的再加热的考虑和幺正性的树级振幅涉及$2$引力子$\rightarrow 2$引力子($h h\rightarrow hh$)散射。我们的分析,特别是对再加热显着减少了所有模型的$(m,β)$的参数空间。二次Gauss-Bonnet耦合参数比线性耦合参数受到更强的约束。对于线性Gauss-Bonnet耦合函数,我们得到了$β\lesssim 10^3$,条件为$β(m/M_P)^2 \simeq 10^{-4}$ .然而,在高斯-邦纳项存在的情况下研究希格斯暴胀的情况被证明是非常不利的。
2017-02-06 gr-qc hep-th
Quantifying the reheating temperature of the universe
本文的目的是确定一个精确的定义的再热温度的一般微扰衰变的暴胀子。为了估计再热温度,需要满足两个重要条件:(a)暴胀子的衰变产物必须支配宇宙的能量密度,即宇宙成为完全辐射支配的,以及(b)暴胀子的衰变产物已经达到局部热力学平衡。对于某些参数的选择,后者是一个更严格的条件,这样的衰变产物可能会热化后的辐射开始支配。因此,我们得到的再热温度可以远低于标准的传说估计。在本文中,我们描述了在什么条件下,我们的宇宙可能有效率或效率低下的热化,并量化两种情况下的再热温度。这一结果对许多依赖于宇宙热历史的应用产生了直接的影响,特别是引力子丰度。
2014-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Metric perturbations at reheating: the use of spherical symmetry
我们认为衰变的暴胀与四次潜力耦合到其他领域,包括重力,但限于球对称。我们分析描述了一个早期的,准线性政权,在此期间,暴胀波动和度量函数的非线性效应的衰变产物。我们提出了一个详细的研究在这个政权的领导非线性效应。结果的准线性近似,在其域的适用性,被发现是一致的完全非线性晶格的研究。我们将讨论如何将这些结果推广到完整的三个维度。
2001-07-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Reheating of the universe after inflation with f(phi)R gravity
我们表明,宇宙的再加热自发地发生在一个广泛的类膨胀模型与f(φ)R重力(φ是暴胀)。该模型不需要明确的耦合之间的phi和玻色子或费米子物质场。当φ稳定在真空期望值(vev)并振荡时,耦合自发产生,耦合常数由f(φ)在vev处的导数和由此产生的玻色子场或费米子场的质量给出。这种机制允许暴胀子量子衰变到任何在f(phi)R引力理论中不是共形不变的场。
2008-04-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Towards the Theory of Reheating After Inflation
暴胀后的再加热是由于振荡暴胀子场产生粒子而发生的。在本文中,我们描述的微扰方法再加热,然后集中在影响超出微扰理论。它们与称为预热的参数共振阶段有关。如果暴胀子场的初始振幅足够大,它可能发生在膨胀的宇宙中。我们研究了一个简单的大质量暴胀子场与另一个标量场X的耦合模型。该模型的参数共振范围很广。它以一种非常不寻常的随机方式发生,这与忽略宇宙膨胀时的参量共振不同。与振荡暴胀子场相互作用的量子场经历了一系列的反冲,这些反冲发生在彼此不相关的相位上。我们称这个过程为随机共振。我们发展的预热理论考虑到宇宙的膨胀和产生的粒子的逆反应,包括再散射的影响。预热过程可以分为几个不同的阶段。在第一阶段,产生的粒子的反反应并不重要。在第二阶段,反反应增加了暴胀子场的振荡频率,这使得该过程比以前更有效。然后,与X粒子的散射相关的效应终止共振。我们计算了X粒子的密度和它们的量子涨落,并考虑了所有的反反应效应。这使我们能够找到质量和耦合常数的范围,其中一个有效的预热。特别是,在某些条件下,这个过程可能会产生质量比暴胀子场的质量大得多的粒子。
1997-08-13 astro-ph gr-qc hep-ph
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。
2005-01-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Evolution of Cosmological Perturbation in Reheating Phase of the Universe
研究了标量场振荡阶段中宇宙学扰动的演化。对于暴胀子场的幂律势,将Mukhanov规范不变变量的演化方程化为Mathieu方程,并通过参数共振使密度微扰增长.
1996-09-12 astro-ph gr-qc
Inflation without Inflaton(s)
我们提出了一个不需要基本标量场的早期宇宙学模型。宇宙的加速和现象学上可行的宇宙再加热是由一系列能量跃迁引起的,在每次跃迁期间,真空能量被转换为热辐射。我们表明,这种“级联宇宙”可以导致成功产生绝热密度波动和可观察到的重力波频谱在某些情况下,在最简单的情况下,它再现了一个频谱类似于慢卷模型的通货膨胀。我们还发现,该模型提供了一个合理的再加热温度后,膨胀结束。这种类型的模型也可能与解决当今真空能量的小问题有关。
2008-05-08 astro-ph gr-qc hep-ph