Schwinger effect in axion inflation on a lattice
Nordita（诺尔迪塔）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre（奥斯卡·克莱因中心）；Texas Center for Cosmology and Astroparticle Physics（德州宇宙学与天体粒子物理中心）；Weinberg Institute for Theoretical Physics（温伯格理论物理研究所）；Department of Physics, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校物理系）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；McWilliams Center for Cosmology & Department of Physics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学麦克威廉斯宇宙学中心及物理系）；School of Natural Sciences and Medicine, Ilia State University（伊利亚州立大学自然科学与医学院）
研究通过格点模拟探讨轴子膨胀后非线性演化，发现旋磁对偶产生导致导电性和磁场在强反作用起始时达到普适值，从而抑制高尺度轴子膨胀磁生成作为类星体观测可行解的前景。
2026-04-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Simulating the inflationary Universe: from single-field to the axion-U(1) model
我们提出了一个非线性研究的基础上的暴胀时代的数值格子模拟。格子模拟是原初宇宙学中的一个著名工具，它被广泛地用于研究暴胀后的再加热期。我们把这种已知的机制推广到暴胀时期。由于这是在暴胀结束之前对暴胀时期的第一次模拟，论文的第一部分集中在暴胀的最小单场模型上。我们讨论了在晶格上模拟暴胀所需的概念和技术成分。模拟是用来重现近标度不变的标量扰动谱，以及在功率谱的振荡所造成的一个步骤的潜力。在第二部分中，我们重点讨论了更复杂的轴子-U（1）模型，并给出了该模型在深暴胀时期的第一个格子模拟。我们使用模拟发现新的性质的原始标量扰动从这个模型。在线性政权的理论，我们发现高阶非高斯性（超越三谱）的关键是描述标量扰动的统计特性。相反，我们发现扰动是近高斯的非线性制度的理论。这放松了现有的限制，从原始黑洞的过度生产，允许引力波信号在可观察范围内即将到来的实验，如LISA。我们的结果表明，格子模拟可以成为一个强大的工具，研究暴胀时代及其观测签名。
2022-10-30 astro-ph.CO gr-qc
Lattice Simulations of Axion-U(1) Inflation
本文首次对轴子-U(1)暴胀模型进行非线性格点模拟，发现非线性动力学抑制非高斯性，从而放宽原初黑洞限制并允许可观测引力波信号。
2023-08-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The limits of lattice inflation: a cautionary tale
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Astrophysics Group, Cavendish Laboratory（卡文迪许实验室天体物理学组）；Kavli Institute for Cosmology（卡弗里宇宙学研究所）；Arnold Sommerfeld Center, Ludwig-Maximilians-Universität（路德维希-马克西米利安大学阿诺德·索末菲中心）；Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）
本文指出宇宙学晶格模拟中忽略度规扰动会导致超视界模式无法冻结，从而扭曲暴胀可观测量，并提出了基于一阶度规扰动的有效性判据。
2026-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lattice Simulation of Multi-Stream Inflation
我们提出了第一个格子模拟研究多流暴胀的性质。模拟证实了多流暴胀的物理图象，并在参数空间和场行为方面有了新的发现。我们的模拟表明，梯度能量在多流暴胀中起着重要的作用。对于具有位移高斯势垒的双场势，分岔概率由位移距离控制，且存在误差函数关系。随着分叉概率的减小，分叉产生的气泡趋于球形。此外，分叉更有可能引入泡沫内部比外部的场值的振荡。
2022-03-03 astro-ph.CO hep-lat hep-th
Tachyonic gravitational dark matter production after inflation
Johannes Gutenberg-Universität（约翰内斯·古腾堡大学）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）
本文提出一种通过曲率诱导的超光速不稳定性在暴胀后非热产生暗物质的引力机制，通过实数观察者标量场与时空曲率不变量的二次耦合，计算暗物质丰度并提供简单拟合函数。
2026-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on real scalar inflation from preheating of LATTICEEASY
本文利用LATTICEEASY模拟研究实标量暴胀的预热过程，发现模型系数不受普朗克观测约束，但可通过预热参数（如能量比和e-fold数）来验证并预测谱指数和张量标量比。
2024-03-14 astro-ph.CO hep-th
STOchastic LAttice Simulation of hybrid inflation
Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology（东京都立产业技术短期大学）；Rikkyo University（立教大学）
该研究通过随机晶格模拟混合膨胀模型，分析了曲率扰动的拓扑结构及其对早期宇宙物理的探测意义。
2026-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lattice formulation of axion inflation. Application to preheating
我们提出了一个具有以下性质的相互作用${ϕ\overΛ} F\tilde F$的一个轴子和一些$U(1)$规范扇区之间的晶格公式：它再现连续理论的$\mathcal{O}(dx_μ^2)$修正，它保持精确的规范不变性和移位对称性的晶格，它是适合于自洽膨胀的宇宙。晶格运动方程不能再用显式方法求解，但我们提出了一种隐式方法来克服这一困难，它保留了相关的系统约束到任意（可调）精度。作为第一个应用，我们研究了在$(3+1)$维共动网格中，具有二次势的轴子暴胀的最后一次暴胀以及随后的预热阶段。我们充分考虑了系统的非均匀性和非线性，包括规范场对宇宙膨胀率的贡献及其对轴子动力学的反作用。我们详细地描述了作为耦合函数的从轴子到规范场的能量转移。两个耦合制度被确定，亚临界和超临界，这取决于存储在规范场的最终能量分数是低于或高于总能量的$\sim 50\%$。宇宙被非常有效地重新加热以进行超临界耦合，迅速进入辐射主导阶段。我们的预热结果证实了以前发表的结果。
2018-12-07 astro-ph.CO hep-ph
The non-linear dynamics of axion inflation: a detailed lattice study
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) and Universitat de València（粒子物理研究所（IFIC），西班牙国家科学研究委员会（CSIC）和瓦伦西亚大学）；Department of Physics, University of the Basque Country, UPV/EHU（巴斯克大学物理系）；EHU Quantum Center, University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学量子中心）
该研究通过晶格方法详细分析了轴子膨胀的非线性动力学，揭示了强反作用下的局部动力学特征及对引力波和原初黑洞生成的影响。
2026-01-19 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Lattice simulations of axion-U(1) inflation: gravitational waves, magnetic fields, and scalar statistics
通过晶格模拟研究轴子-U(1)暴胀，发现暴胀期间反作用可放宽引力波对耦合强度的约束，轴子涨落趋向高斯分布，且产生的磁场强度与观测下限相符。
2025-04-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Lattice simulations of scalar-induced gravitational waves from inflation
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；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）；Institut d’astrophysique de Paris, UMR 7095 du CNRS et de Sorbonne Université（巴黎天体物理学研究所）
本文通过晶格模拟研究超慢滚动阶段膨胀中产生的标量诱导引力波，探讨非线性标量动力学对引力波预测的影响，揭示非微扰控制的重要性。
2026-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ultra-Slow-Roll Inflation on the Lattice II: Nonperturbative Curvature Perturbation
本研究利用格点模拟和非微扰δN方法生成非线性曲率扰动图，发现非线性映射显著增强ζ概率分布正尾部，并量化了微扰处理的失效条件，为原初黑洞和引力波预测奠定基础。
2025-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Power Spectrum and Bispectrum from Lattice Simulations of Axion-U(1) Inflation
Institut d'Astrophysique de Paris（巴黎天体物理学研究所）
本文通过晶格模拟研究轴子U(1)膨胀的原初功率谱与双谱，揭示了非高斯性特征及耦合强度的影响，提出新的约束方法。
2025-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Preheating and gravitational waves in large-field hilltop inflation
International Institute of Information Technology, Hyderabad（印度海得拉巴信息技国际研究所）
本文研究了在大场正则化山峰势中膨胀结束后预热和引力波的产生，通过线性扰动理论和晶格模拟分析了波动模式的共振行为，发现波动未呈指数增长。
2025-08-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anatomy of geometrical destabilization of inflation
我们研究几何不稳定的通货膨胀的目的是确定的命运激发不稳定模式。我们使用数值格子模拟来跟踪暴胀子和观众场的动态。我们发现，几何不稳定是一个短暂的现象，一个负反馈回路防止场波动无限增长。因此，经历几何不稳定的场仅仅被转移到一个新的经典配置，对应于哈勃补丁内的观众场的均匀值。
2022-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Art of Lattice and Gravity Waves from Preheating
早期宇宙膨胀后预热的非线性动力学经常用晶格模拟来研究。在这项工作中，我提出了一个新的格码HLATTICE。它与已有的公开代码的不同之处在于：（i）采用改进的六阶辛积分，精度高得多;（ii）同步规范场中的标量、矢量和张量度规微扰及其对标量场动力学的反馈都包括在内;（iii）代码使用完全去除由离散空间导数定义的标量和矢量分量的投影仪。这样的通用代码可以具有广泛的应用范围。以充气后预热产生的重力波为例进行了计算，得到了较好的精度。
2011-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Calculating the squeezed bispectrum in stochastic inflation by Monte Carlo simulation
The University of Osaka（大阪大学）；University of Fukui（福井大学）
本文针对量子扩散主导的多场暴胀模型，提出基于蒙特卡罗的压缩极限双谱计算方法，验证了其在单、双场混沌暴胀中的适用性，并首次计算带弱瀑布的混合暴胀的双谱。
2026-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ab Initio Cosmological Simulations: From Inflation to Present-Day Structure Formation
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU, WPI), Todai Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学前沿科学研究会 Kavli宇宙物理数学研究所）
该研究开发了首个从暴胀时代到当代宇宙结构的全宇宙历史从头算模拟，应用于轴子-U(1)暴胀，揭示早期宇宙相互作用对小尺度结构的影响，为探测暴胀物理提供新途径。
2026-08-03 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waves from axion inflation in the gradient expansion formalism. Part I. Pure axion inflation
University of Münster（明斯特大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Taras Shevchenko National University of Kyiv（基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学）
本文研究了轴子膨胀中引力波的产生，采用梯度展开形式法分析纯轴子膨胀模型，发现未来引力波探测器可能只能探测到强反作用区域的引力波信号，这与暗辐射能量密度上限存在冲突。
2026-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Preheating in Einstein-Cartan Higgs Inflation: Oscillon formation
本研究通过3+1维经典格点模拟，探究爱因斯坦-嘉当引力下希格斯暴胀的预热过程，发现含Nieh-Yan项的场景中会形成占总能量密度70%的局域振荡子，可能延长物质主导期并产生超出现有探测范围的引力波信号。
2024-02-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Numerical simulations of stochastic inflation using importance sampling
我们展示了如何重要性抽样可以用来重建随机暴胀中罕见的宇宙学波动的统计。我们已经开发了一个公开可用的软件包，PyFPT，解决了通用一维Langevin过程的首次通过时间问题。在随机- $δN$形式主义中，这些与暴胀结束时的曲率扰动有关。我们将这种方法应用于二次通货膨胀，半解析结果的存在使我们能够基准我们的方法。我们发现很好的协议内估计的统计误差，无论是在漂移和扩散为主的制度。在单个CPU上的计算最多需要几个小时，并且在膨胀结束时可以达到对应于每个可观测宇宙不到一个哈勃补丁的概率值。如果直接采样，即使使用目前最好的超级计算机，也需要比宇宙年龄更长的时间来模拟。作为一个应用程序，我们研究如何存在的大字段边界可能会影响尾部的概率分布。我们还发现，非微扰偏离高斯并不总是简单的指数型。
2022-10-26 astro-ph.CO gr-qc
Ultra-Slow-Roll Inflation on the Lattice I: Backreaction and Nonlinear Effects
本研究通过格点模拟发现超慢滚暴胀中的非线性效应显著影响曲率扰动，提出了模拟量与树级量的普适关系，证明需超越微扰理论以稳健预测原初黑洞和引力波。
2025-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
End of inflation, oscillons and matter-antimatter asymmetry
暴胀结束时的动力学可以在暴胀子场的粒子和反粒子之间产生不对称性。这种不对称性可以通过衰变转移到重子上，在我们的宇宙中产生重子不对称性。我们详细探讨了这个想法的一个复杂的暴胀子所管辖的观测一致的-“比二次平坦”-潜在的弱破缺的全球U（1）对称性。我们发现大部分的暴胀子不对称性被锁定在暴胀结束时大量产生的非拓扑类孤子组态中。这些孤子最终衰变为重子，并产生了一系列模型参数的物质-反物质不对称性。通过三维晶格模拟和详细的线性化分析相结合，我们展示了暴胀子的不对称性如何依赖于碎裂，对称性破缺项的大小和暴胀结束时的初始条件。我们讨论了最后衰变成重子的过程，但把对非均匀湮灭、再加热和热化的详细分析留给以后的工作。作为我们工作的一部分，我们特别注意在膨胀结束时为晶格模拟产生场波动（包括度量扰动）的多场初始条件。
2014-12-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Formation and decay of oscillons after inflation in the presence of an external coupling, Part-I: Lattice simulations
本文使用晶格模拟研究了外部耦合下暴胀后振荡子的形成与衰变，发现振荡子在外部耦合存在时仍能形成并最终衰变为暴胀子辐射和子代场量子，且其寿命随外部耦合强度增加而按幂律反比减少。
2024-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Instability of the Electroweak Vacuum in Starobinsky Inflation
我们研究了电弱真空在Starobinsky暴胀期间和之后的稳定性，假设存在非最小的Higgs耦合到Ricci标量。在Starobinsky暴胀中，存在$R^2$项（其中$R$为Ricci标量），它修正了Higgs场的演化方程.我们考虑的情况下，非最小的耦合是相当大的，使量子涨落的希格斯场被抑制，希格斯振幅是解决在原点附近的通货膨胀。在这种情况下，由于非最小耦合引起的参量共振，在暴胀后的预热阶段，Higgs振幅可能会被放大。通过数值格子模拟，详细分析了Higgs场在预热期的演化过程，并推导出了在当前宇宙中实现电弱真空所需的非最小耦合常数$ξ$的上界.我们发现Starobinsky暴胀模型的$ξ$上界比没有$R^2$项的传统暴胀模型的$ξ$上界更严格.
2022-06-13 astro-ph.CO hep-ph
Perturbatively including inhomogeneities in axion inflation
本文提出一种高效微扰方案以考虑强反作用下轴子暴胀中轴子场的非均匀性，旨在准确捕捉偏离均匀场近似的偏差并自洽确定非微扰区的起始。
2024-02-13 astro-ph.CO hep-ph
Ricci Reheating Reloaded
本文将Hubble诱导的相变表征为快子Ricci加热机制，通过大量经典晶格模拟探索参数空间，并提出参数方程以高效确定加热效率、辐射主导温度及最小e-folds数，无需额外模拟。
2024-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Calculating the power spectrum in stochastic inflation by Monte Carlo simulation and least squares curve fitting
The University of Osaka（大阪大学）；Rikkyo University（立教大学）；Nagoya University（名古屋大学）
本文提出一种基于蒙特卡洛模拟和最小二乘拟合的新方法，用于计算随机膨胀中的功率谱，通过减少计算成本提高效率。
2026-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Curvature perturbations from kinetic preheating after $α$-attractor inflation
该研究用高精度格点模拟考察$α$-吸引子暴胀后的动力学预加热，发现预加热场超视界等曲率扰动向曲率扰动的转化极低效，难以产生可观测效应。
2024-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-lat
Restrictions on Initial Conditions in Cosmological Scenarios and Implications for Simulations of Primordial Black Holes and Inflation
Bowdoin College（博多因学院）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；Kenyon College（肯扬学院）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本文通过玩具模型展示了宇宙学模拟中初始条件的限制，指出哈密顿约束解的非唯一性和可能的不一致物理结果。
2025-12-11 astro-ph.CO gr-qc
Non-thermal moduli production during preheating in $α$-attractor inflation models
本文研究α-吸引子暴胀预热阶段中模场的非热产生，发现小α可抑制参数共振产生，并结合半解析与格点模拟得出α≲10⁻⁸ m_Pl²的BBN约束，从而给出暴胀能标与再加热温度上限。
2023-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Domain wall and isocurvature perturbation problems in axion models
轴子模型有两个严重的宇宙学问题，畴壁和等曲率微扰问题。为了解决这些问题，我们研究了Linde模型，其中的Peccei-Quinn（PQ）标量场值在暴胀期间是大的。在这个模型中，PQ场的涨落在暴胀后通过参数共振而增长，可能产生稳定的轴子弦，这导致畴壁问题。我们用晶格模拟研究了轴子弦的形成。结果表明，在混沌暴胀中，只要初始失准角θ a小于O（10^{-2}），轴子模型就不存在畴壁和等曲率扰动问题。此外，在一般的暴胀模型中，轴子也可以解释破缺标度v \simeq 10^{12-16} GeV和暴胀过程中哈勃参数H_{inf} \lesssim 10^{11-12} GeV的暗物质。
2013-11-12 astro-ph.CO hep-ph
Spacetime Dynamics of a Higgs Vacuum Instability During Inflation
标准模型的一个显著预言是，在没有提升能量密度的修正的情况下，希格斯势在大的场值下变成负值。如果希格斯场在暴胀期间对这部分势能进行采样，那么负的能量密度可能会局部破坏时空的稳定性。我们使用爱因斯坦方程的数值模拟来研究暴胀引起的希格斯涨落在向真正（负能量）最小值增长时的演变。这些模拟表明，在暴胀过程中，在我们过去的光锥中形成一片真正的真空与我们宇宙的存在是不相容的;真正真空区域的边界以一种因果关系断开的方式从内部向外生长，形成了一个黑洞。我们还发现这些黑洞视界可能被任意拉长-甚至形成黑弦-这违反了箍猜想。通过扩展的数值解的福克-普朗克方程的场分布的指数抑制的尾巴在大场值，我们得到了一个严格的相关性之间的未来测量的张量-标量比和尺度的希格斯势必须得到稳定的修正，以宇宙已经幸存下来的通货膨胀，直到今天。
2017-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational perturbations from oscillons and transients after inflation
利用非线性经典格子模拟方法研究了暴胀子凝聚体碎裂成暴胀子或暴胀后的瞬变过程所产生的标量和张量扰动。不包括度规扰动的反作用，我们发现标量度规扰动的幅度从来没有超过几个$\times 10^{-3}$，而今天的引力波信号的最大强度是$\mathcal{O}(10^{-9})$的标准后暴胀膨胀的历史。我们提供了膨胀的$α$吸引子模型的参数标度，它可以很容易地应用到其他模型。我们还讨论了原始黑洞形成的可能性，以及条件下，引力波信号可以在观测上有趣的频率和振幅。最后，我们提供了引力波信号峰值频率的上限，适用于所有预热场景。
2019-02-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflaton fragmentation: Emergence of pseudo-stable inflaton lumps (oscillons) after inflation
我们调查的出现大的，本地化的，伪稳定的配置（pseudo-stable configurations）从暴胀碎裂在年底的通货膨胀。我们预测了大粒子的数密度，以及它们在一类暴胀模型中出现的必要条件。给出了3+1和1+1维宇宙的解析估计。我们用1+1维的详细数值模拟来测试我们的预测。我们看到从模拟中出现了一个动物园，包括通常的小振幅“sech”的介子以及大的“平顶”的介子。出射的暴胀子约占暴胀子能量密度的80%。
2010-09-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Higgs-curvature coupling and post-inflationary vacuum instability
研究了标准模型（SM）Higgs场在非最小耦合$ξ|Φ|^2R$与引力作用下的后暴胀动力学，包括有和没有电弱规范场与Higgs场的耦合.我们假设一个最小的场景，其中暴胀和再加热是由具有二次势的混沌暴胀引起的，并且在普朗克尺度以下没有额外的新物理学相关。通过使用经典的实时晶格模拟与重整化组改进的有效希格斯势和通过要求膨胀后的希格斯真空的稳定性，我们得到的上限为$ξ$，考虑到实验的不确定性的顶部汤川耦合。我们比较了在存在和不存在电弱规范玻色子的情况下的边界，并得出结论，除了规范相互作用有一个相当小的影响。在不稳定的情况下，我们参数化的时间时，这种不稳定的发展。对于顶夸克质量的$m_t \approx173.3 {\rm GeV}$，$ξ\gtrsim 4 -5$会触发希格斯真空不稳定性，尽管稍低质量的$m_t \approx 172.1 {\rm GeV}$会将这个极限推高到$ξ\gtrsim 11 - 12$。这与膨胀期间稳定性的估计$ξ\gtrsim 0.06$一起，为SM内的希格斯曲率耦合提供了严格的约束。
2018-09-12 astro-ph.CO hep-ph
Probability of the Initial Conditions for Inflation and Slow Contraction
本文通过估计暴胀与火劫循环初始标量场在哈勃尺度上足够均匀的概率，发现固定参数下两者可能性互有高低，但取极值后暴胀的最大概率远高于火劫循环。
2025-07-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
N-body simulations of structure formation in thermal inflation cosmologies
热膨胀模型（具有两个膨胀阶段）可以显示阻尼原始曲率功率谱在小尺度上产生阻尼物质波动。对于一个合理的参数选择，热膨胀模型自然预测银河系和亚银河系尺度上的物质功率谱的抑制，模仿温暖或相互作用的暗物质的影响。这些模型中的物质功率谱也以功率过剩（w.r.t.标准$Λ$ CDM功率谱）刚好低于抑制尺度。通过运行一套N体模拟，我们调查的非线性增长的结构模型的热膨胀。我们测量的非线性物质的功率谱和提取晕统计，如晕质量函数，并比较这些量与标准的$Λ$ CDM模型和其他模型与阻尼物质波动的预测。我们发现，这里考虑的热膨胀模型产生可测量的差异，从$Λ$ CDM在红移$z>5$的物质功率谱，而晕质量函数是明显不同的所有红移。在$z=0$上的热膨胀晕质量函数显示了$\sim 20\%$ w.r. t左右的增强。$Λ$ CDM和阻尼在较低的晕质量，增强的位置取决于模型中的自由参数的值。晕质量函数的增强（w.r.t. $Λ$ CDM）随着红移而增加，在$z=5$处达到$\sim 40\%$。我们还研究了分析的Press-Schechter方法的准确性，使用不同的过滤器来平滑密度场，预测热膨胀的晕统计。我们发现，预测与平滑$k$过滤器同意模拟结果在更广泛的晕质量比文献中常用的其他过滤器的情况下。
2018-12-10 astro-ph.CO
Scale-invariant helical magnetic field evolution and the duration of inflation
我们考虑在暴胀过程中产生的尺度不变的螺旋磁场。我们表明，如果平均磁螺旋度密度这样一个字段的测量，它可以用来确定一个下限的持续时间的通货膨胀。如果假设充气过程中产生的磁场是螺旋形的，则可以使用上界来导出对充气的最小持续时间的约束。使用三维模拟，我们表明，一个最初的尺度不变的领域的发展，这是类似的有和没有磁螺旋。然而，在完全螺旋的情况下，磁场似乎具有更明显的折叠结构。
2017-11-23 astro-ph.CO hep-ph
Hill crossing during preheating after hilltop inflation
在“山顶暴胀”中，暴胀发生在暴胀子场从接近其势能的最大值（即“山顶”）缓慢地向其最小值滚动时。当暴胀子势与相变相关联时，在此相变期间产生的可能的拓扑缺陷（例如畴壁）在暴胀期间被有效地稀释。通常假设它们在暴胀后也不会重新形成，即暴胀子场停留在“山”的一侧，最终在最小势能附近进行阻尼振荡。在本文中，我们研究的线性和非线性阶段的预热后山顶膨胀。我们发现，在快子振荡阶段的暴胀子场的波动增长足够强大，使暴胀子场形成的位置空间中的区域，它跨越“山顶”对“错误的真空”。我们使用晶格模拟研究这些过冲区域的形成和行为：这些区域形成的不是持久的畴壁，而是类椭圆形结构（即在两个真空之间振荡的局部气泡），这应该包括在山顶暴胀预热的仔细研究中。
2015-06-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Oscillon formation during inflationary preheating with general relativity
本研究通过广义相对论场论模拟发现，暴胀预热期引力会促进密度扰动坍缩形成致密类振荡子恒星，但若无初始涨落额外增强，这类天体难以形成原初黑洞。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion inflation in the regime of homogeneous backreaction
INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）
本文在均匀反作用近似下微扰计算轴子暴胀中的梯度能，证明可获得可探测SGWB且不破坏该近似。
2025-10-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Parametric resonance after hilltop inflation caused by an inhomogeneous inflaton field
我们研究了山顶暴胀后的预热，其中暴胀子耦合到另一个标量场，例如右手中微子，它提供了一种机制，用于产生正确的初始条件的通货膨胀，也是一个衰变通道的暴胀子，允许再加热和非热leptogenesis。在这种耦合的存在下，我们发现，在快子预热和快子振荡的阶段，在此期间的暴胀子场变得不均匀，可以有一个后续的预热阶段，在那里的波动的其他字段得到共振增强，从初始真空波动的幅度相同的顺序（甚至更大）的暴胀子场。这种共振增强不同于通常的参数共振，因为暴胀子场在增强发生时是不均匀的。我们研究这种效果，使用晶格模拟以及半解析与广义Floquet分析不均匀的背景场。
2016-02-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational waves detectable in laser interferometers from axion-SU(2) inflation
色自然暴胀（CNI）是一个以SU $(2)$规范场耦合的轴子作为暴胀子的暴胀模型。在CNI中，规范场具有非零的真空期望值（VEV），这将导致引力波（GW）的增强。由于GWs的过度产生，普朗克观测排除了原始CNI。在这篇文章中，我们考虑了一个暴胀模型，其中规范场在CMB模离开视界后获得非零的VEV。此外，我们添加到模型中的另一个领域，占主导地位的宇宙和驱动膨胀后，轴子开始振荡和规范场VEV消失。通过数值模拟，我们找到了一个参数空间，增强的GWs不违反CMB约束，可以检测到未来的GWs观测，如BBO和ET。
2022-08-02 astro-ph.CO hep-ph
Planck constraints on single-field inflation
利用最近的Planck观测数据，结合WMAP大角度极化、重子声学振荡和ACT/SPT温度数据，对慢变单场暴胀模型进行了宇宙学蒙特卡罗模拟.我们的分析涵盖了各种各样的模型与二阶运动方程-包括潜在的驱动慢卷膨胀，非最小耦合模型，运行动力学耦合，Brans-Dicke理论，潜在的驱动伽利略通货膨胀，场导数耦合到爱因斯坦张量，和k-通货膨胀。在运行的动力学指数耦合，协变Galileon条款，和场导数耦合的存在下，张量-标量比的自耦合潜力得到较小的相对于标准的慢卷膨胀，但模型位于68%CL观测轮廓之外。我们还表明，k-暴胀模型可以通过增加标量非高斯性的边界来严格约束。在φ>> M_{pl}区域中具有渐近平坦爱因斯坦标架势的小场暴胀模型一般都能很好地拟合数据。这些模型包括Kahler模暴胀、非最小耦合希格斯暴胀、以及存在势V（phi）=3M^2（M_{pl}）^2/4且Brans-Dicke参数omega_{BD} <O（1）的Brans-Dicke理论中的暴胀（包括Starobinsky模型f（R）=R+R^2/（6M^2）作为特例）。
2013-07-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of other scalar fields on oscillons after hilltop inflation
振荡是空间局部化的和相对稳定的场波动，在适当的条件下可以在膨胀后形成。为了重新加热宇宙，在暴胀后控制能量密度的场必须与其他自由度耦合，最终产生今天宇宙中存在的物质粒子。在这项研究中，我们使用2+1维的晶格模拟来研究这种耦合如何影响光子的形成和稳定性。我们专注于山顶暴胀，我们最近表明，山交叉的pronons一般形式的模型，并考虑耦合到一个额外的标量场，根据耦合参数的值，可以得到共振增强的非均匀暴胀场。我们发现三种情况是可以实现的：在没有参量共振的情况下，附加的标量场对声子没有影响。对于另一个标量场的快速而强的参量共振，光子被强烈抑制。另一方面，对于延迟参数谐振，振荡会印记在另一个标量场上，并且与单场振荡相比，它们的稳定性甚至得到增强。
2016-04-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Effects of Potential Shape on Inhomogeneous Inflation
我们研究了单场暴胀对不均匀性的鲁棒性。我们推导出一个简单的分析标准的形状的潜在的成功的通货膨胀的存在下的不均匀性，并证明其有效性使用全3+1维数值相对论模拟几类流行的单场膨胀模型。我们发现，凸势的模型比凹势的模型对不均匀性更鲁棒，并且在超普朗克尺度上变化的凹势比在次普朗克尺度上变化的凹势更鲁棒。
2020-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On preheating in alpha-attractor models of inflation
我们研究了α-吸引子T-暴胀模型中的（p）再加热，同时考虑了这些模型中存在的两个标量场：暴胀子和旁观者。双场模型有一个负的场空间曲率，在暴胀结束时，当α <~10^（-3）时，可能导致旁观者的几何不稳定。我们进行不稳定性（Floquet）分析的线性动力学和完全非线性晶格计算与我们的数值代码，我们专门设计了一类两个领域的模型与非正则动力学条款。我们发现观众场的扰动比暴胀子场的扰动更不稳定，所以预热的早期阶段的动力学是由观众扰动的演变所主导的。因此，从暴胀时代到辐射支配时代的转变几乎是瞬间的，而且比以前在只包括暴胀子场的有效理论中发现的要快得多。
2019-08-01 astro-ph.CO
Gravitational wave production from the decay of the Standard Model Higgs field after inflation
在暴胀过程中或接近暴胀结束时，标准模型（SM）希格斯粒子形成了一个振幅很大的凝聚体。在膨胀之后，凝聚物振荡，非微扰地衰减成其余的SM物质。由此产生的非平衡动力学将一小部分可用能量转化为引力波（GW）。我们研究这个过程中使用的经典晶格模拟在一个膨胀的盒子，以下的能量占主导地位的电弱规范玻色子$W^\pm$和$Z$。我们将GW谱描述为运行耦合、希格斯初始振幅和后膨胀率的函数。只要SM与通货膨胀部门脱钩，这种背景的产生是普遍预期的，与通货膨胀的性质无关。我们的研究证明了通过规范场进行参数共振的GW发射的效率。然而，希格斯凝聚体的初始能量只代表了暴胀能量的一小部分。因此，所产生的背景被非常抑制，今天的振幅为$h^2 Ω_{\rm GW}^{(o)} \lesssim 10^{-29}$。如果在暴胀之后宇宙经历了一个动能支配阶段，那么振幅可以提升到$h^2 Ω_{\rm GW}^{(o)} \lesssim 10^{-16}$;然而在这种情况下，背景移动到高频$f_p \lesssim 10^{11} {\rm Hz}$。在所有情况下，信号都超出了当前或计划GW探测器的范围。因此，这种背景很可能仍然是SM的好奇心。
2016-05-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Backreaction of axion-SU(2) dynamics during inflation
本研究通过数值计算发现暴胀期间轴子-SU(2)动力学的反作用会使旁观者色自然暴胀吸引子失稳，得到新的动力学吸引子解，其会改变模型参数空间并产生可探测的原初引力波振荡特征。
2024-06-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflating an Inhomogeneous Universe
虽然宇宙膨胀可以消除原始的不均匀性，但膨胀可能不会在一个显著不均匀的宇宙中开始。这个问题是特别紧迫的多场的情况下，即使是均匀的动力学可能依赖于敏感的初始配置。本文提出了一个初步调查的多场模型中的通货膨胀的发病，通过定性的基于格子的模拟，不包括当地的引力反作用。使用混合通货膨胀作为一个测试模型，我们的研究结果表明，小subhorizon不均匀性发挥了关键作用，在确定通货膨胀是否开始在多场的情况下。有趣的是，一些配置不膨胀的均匀极限“成功”后，包括不均匀性，而其他初始配置膨胀的均匀极限“失败”时，不均匀性添加。
2014-08-19 astro-ph.CO
Non-canonical two-field inflation to order $ξ^2$
在非正则双场暴胀模型中，与正则模型的偏差可以通过参数$ξ$来捕获。我们发现这个参数通常是慢滚阶的一半，并分析计算原始功率谱精确到$ξ^2$阶。本文用改进的方法研究了超视界扰动，给出了$ξ^2$阶修正。三个典型算例表明，本文的功率谱解析公式与数值模拟结果吻合较好。
2017-12-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Holes from Kinetic Preheating
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Kenyon College（肯扬学院）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本研究通过动能预加热机制在早期宇宙中生成质量约为十克的原始黑洞，并展示了其蒸发过程对宇宙再加热的影响。
2025-11-21 astro-ph.CO gr-qc
