Slow-roll corrections to inflaton fluctuations on a brane
暴胀子场的量子涨落，在暴胀期间缓慢滚动，与度规涨落耦合。在传统的四维宇宙学中，我们可以计算标量度规扰动对德西特时空中无质量自由场演化的慢滚修正效应。这给出了众所周知的一阶修正后的场扰动视界出口。如果在一个四维膜嵌入在一个五维体时空的暴胀子波动研究的一阶慢滚，然后我们恢复通常的超视界尺度上的守恒曲率扰动。但在小尺度下，在高能量下，我们发现，体度规扰动的耦合不能忽略，导致小尺度上的真空振荡幅度的修改。这是一个很大的影响，使人们对通常计算膜上暴胀子涨落的可靠性产生怀疑，忽略了它们的引力耦合。
2005-06-13 gr-qc hep-ph hep-th
Stochastic emergence of inflaton fluctuations in a SdS primordial universe with large-scale repulsive gravity from a 5D vacuum
本文发展了一种随机方法来研究含黑洞的早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。考虑一个5维Ricci平坦的SdS静态度规，通过平面坐标变换，得到一个5维的宇宙学度规，并由此在一个4维超曲面上导出有效的4维SdS度规.我们发现，在暴胀结束时，暴胀子场的平方涨落不是完全与尺度无关的，而是对BH的质量敏感。
2011-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflaton and metric fluctuations in the early universe from a 5D vacuum state
在这封信中，我们完成了以前介绍的形式主义，研究规范不变的度量涨落从一个非紧卡鲁扎-克莱因引力理论，研究早期宇宙的演化。度规场和暴胀子场涨落的演化是相互关联的。得到了<δρ/ρ_b $ depends on the coupling of $ Φ $ with $ δ $ and the spectral index of its spectrum is: $ 0.9483 < n_1 < 1$.
2006-03-01 astro-ph gr-qc hep-ph
Renormalization of the Quantum Stress Tensor Fluctuations and the Limits of Semiclassical Gravity
Aix-Marseille Université, Université de Toulon, CNRS, CPT（艾克斯-马赛大学, 土伦大学, 法国国家科学研究中心, 理论物理中心）；Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（核科学学院, 墨西哥国立自治大学）；Departament de Física Quantica i Astrofísica, Universidad de Barcelona（量子物理与天体物理学系, 巴塞罗那大学）
该研究探讨了量子场论中应力张量涨落的重整化，发现压缩真空状态不满足半经典引力的基本条件。
2026-01-21 gr-qc hep-th
Quantum Fluctuations of a Self-interacting Inflaton
本文提出了一种解析计算齐次、高阶标量场在各圈处的量子校正两点关联函数的方法，各向同性和空间平坦的时空，其中膨胀率是时间相关的，并且将量子校正的功率谱$Δ^2(k)$表示为在具有共动波数的模式的第一视界交叉的时间$t_k$处计算的重合关联函数的时间导数$k$。为了方便的方法，我们考虑最简单的版本的通货膨胀驱动的大规模，最低限度地耦合inflaton赋予四次自相互作用-与积极或消极的自耦合。计算了单圈级暴胀子涨落的量子校正两点关联函数、功率谱、谱指数$n(k)$和谱指数$α(k)$的游程。数值估计的$n(k)$和$α(k)$和宇宙学测量是一致的，在合理的范围内的物理参数的值在模型中。
2019-12-17 gr-qc hep-th
Warm inflation with coupled thermal quantum fluctuations: a new semiclassical approach
在暖暴胀的框架下，考虑暴胀子场的一种新的半经典展开。物质场的波动被认为是与热浴的粒子热耦合。该耦合参数取决于浴的温度。暴胀子的功率谱在这种新的半经典展开下保持不变。然而，我发现原始场涨落的振幅的热分量在暴胀结束时应该很小。
2000-10-25 gr-qc
Mixed inflaton and curvaton perturbations
暴胀范式的一个最近的变体是，“原初”曲率扰动来自于一个标量场的量子涨落，在暴胀期间，它是次显性的，实际上是无质量的，称为"曲率“，而不是暴胀子场的涨落。我们考虑的情况下，由暴胀子和曲率场的量子涨落所产生的原始曲率扰动是相同的数量级。我们计算了这种情况下的曲率扰动及其谱，并讨论了观测结果。
2004-09-14 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial fluctuations in bulk inflaton model
提出了一个由指数势体暴胀子驱动的暴胀膜模型。我们找到了一个家庭的确切的解决方案，描述幂律膨胀的膜。这些解使我们能够解析地导出度量扰动的精确解。通过计算标量和张量扰动，我们得到了暴胀结束时的原初涨落谱。如果暴胀的能量尺度足够高于膜的张力，标量和张量扰动的振幅也会以同样的方式增强。那么，即使对于高能暴胀，标量和张量扰动的相对振幅也不会被抑制。这是与膜上的暴胀子驱动的暴胀模型不同的特征，其中张量扰动在高能暴胀中被抑制。我们还指出，大量的卡鲁扎-克莱因模式是不可忽略的，在我们的膜的3-空间的高频。
2003-01-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Aspects of wave turbulence in preheating II: Rebirth of the nonminimal coupled models
本文研究了由一个与时空曲率非极小耦合的暴胀子场$ϕ$和一个自耦合四次势V（$ϕ$）= $λϕ^4/4$组成的模型中的非线性预热阶段.作为第一个动机，我们提到，这种非最小耦合模型与观测数据一致。本工作的第二个和中心问题是展示与从暴胀子场向热化状态的非均匀波动的能量转移机制相关的波湍流方面。湍流相的印记主要表现在暴胀子场的方差和能量密度等相关量的时间功率谱和波数上。我们对非最小耦合模型的几个值进行了模拟，并考虑了宇宙动力学中暴胀子波动的反作用，从而确定了有效的状态方程。
2019-05-31 gr-qc
Primordial black holes from sound speed resonance in the inflaton-curvaton mixed scenario
在暴胀子和曲率子混合的早期宇宙模型中，研究了原初黑洞形成的声速共振机制。在这种情况下，总的原始密度扰动可以由暴胀子和曲率场的涨落贡献，其中暴胀子涨落导致标准绝热扰动，而曲率涨落的声速被假设为在暴胀期间振荡。由于SSR机制的窄共振效应，我们获得了在小尺度下增强的原始密度扰动，并且在大尺度下保持了近似的尺度不变，这是PBH形成的必要条件。最后，我们发现，具有特定的质谱PBH可以产生足够的丰度的暗物质的混合方案。
2019-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Remarks on non-gaussian fluctuations of the inflaton and constancy of ζoutside the horizon
本文指出暴胀子场的立方自相互作用所引起的非高斯性正比于N_e，其中N_e是从视界出口到暴胀结束的e折叠数。对于感兴趣的尺度N_e = 60，以及对于诸如新膨胀、自然膨胀和运行质量膨胀的膨胀模型，与慢滚参数ε~ V '^{2}相比，ε ~ V'^{2}是大的。因此，在保留非高斯参数f_{NL}中的其他项的同时，不应直接忽略自相互作用的贡献。但N_e依赖项似乎暗示了视界外非高斯性的增长。因此，我们简要地讨论了视界外曲率微扰的相关常数问题。然后利用正则形式计算了暴胀子涨落的三点函数，并进一步得到了暴胀子涨落的三点函数。我们发现，在宇宙学扰动理论中，暴胀子场的自相互作用对f_{NL}的N_e依赖贡献被与非线性相关的其他项的贡献所抵消.
2012-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fluid phonons and inflaton quanta at the protoinflationary transition
研究了无旋流体的量子涨落和热涨落在连接减速膨胀的原暴胀相到由单个暴胀子场驱动的加速时代的过渡区中的变化。当在具有恒定能量密度的类空超曲面上急剧地发生向慢滚相的转变时，原暴胀的不均匀性被抑制。如果过渡是延迟的，准正常模式的相互作用，渐近地，流体声子和暴胀子量子导致曲率扰动的增强。结果表明，跨原暴胀边界的波动的动力学是由控制背景几何和波动的准正常模式之间的能量转移的泵场的单调性性质。在用明确的数值例子证实了分析论点之后，我们总结了原暴胀转变的分类。
2012-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Energy-Momentum Tensor of Field Fluctuations in Massive Chaotic Inflation
研究了刚性时空中含质量项的混沌暴胀慢翻转区暴胀子涨落的重整化能量动量张量。我们使用绝热减法的维数正则化，并引入一种新的解析近似的暴胀子波动，这是有效的慢翻转制度。利用这种近似，我们找到了一个尺度不变的谱的暴胀子波动在一个刚性的时空，我们证实了这一结果的数值方法。由此产生的重整化EMT是协变守恒的，并同意Allen-Folacci的结果在德西特极限，当扩展是完全线性指数的时间。我们分析表明暴胀子涨落的EMT张量最初随时间增长，但饱和到值H^2 H（0）^2，其中H是哈勃参数，H（0）是暴胀开始时的值。这个结果也意味着在这个混沌暴胀模型中光标量场（质量小于或等于暴胀子质量）的量子产生取决于暴胀的持续时间，并且大于从de Sitter结果外推的通常结果。
2001-11-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Fresh inflation with nonminimally coupled inflaton field
本文研究了一个新的具有非极小耦合引力的标量场的暴胀模型。一个例子进行检查。我们发现，当尺度因子的幂次$p$值越大时，耦合到暴胀子场涨落的$ξ$满足尺度不变功率谱的必要值越小（但其绝对值越大）。
2002-06-19 gr-qc hep-ph
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
Condensation of Planckian Modes and the Inflaton
为了解决量子场论模式动量的宇宙学展开向后外推所遇到的transplanck问题，提出了transplanck自由度的储存库。这些是由顺普朗克模式所要求的，以便保持它们的密度固定，并使真空的总能量密度最小。该机制是由于模式库相互作用，因此虚拟量子过程产生了有效的模式模式吸引。结果是BCS冷凝物。它有无质量和有质量的集体激发，后者与暴胀子相同。对于一个有效的无量纲模库耦合常数，g约为0.3，其质量的数量级是解释宇宙学涨落所需的数量级，即O（10 ^-6-> 10 ^-5）m_Planck。
2003-05-14 gr-qc
Imprint of entanglement entropy in the power spectrum of inflationary fluctuations
如果暴胀子耦合到填充后暴胀阶段的其他自由度，则这种耦合修改暴胀子\emph{during}暴胀的动力学。我们认为轻费米子汤川耦合到暴胀子作为“不可观测”的自由度集成的总密度矩阵。追踪这些自由度产生一个\emph{mixed}密度矩阵，其时间演化由有效场论描述。我们表明，耦合导致丰富的费米子对生产的超哈勃暴胀子波动，导致\emph{growth of entanglement entropy during inflation}。暴胀子涨落的功率谱特征在于尺度不变性违反$\mathcal{P}(k) = \mathcal{P}_0(k)\,\,\exp\{8\,ξ_k\}$，并对\emph{index and its running directly correlated with the entanglement entropy}进行了修正：$S_{vN} = - \sum_{k} \Big[ \ln(1-ξ_k) + \frac{ξ_k\,\ln(ξ_k)}{1-ξ_k} \Big]$。对于超哈勃起伏，我们发现$ξ_k = -\frac{Y^2}{48π^2}\Big\{2\,N_T\,\ln(k/k_f) + \ln^2(k/k_f)\Big\}$与$Y$汤川耦合，$N_T$的e-折叠的总数在通货膨胀期间，和$k_f$的“枢轴”规模对应的模式，在通货膨胀结束时穿过哈勃半径。
2018-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The quantum inflaton, primordial perturbations and CMB fluctuations
我们计算了由量子场暴胀引起的原初标量、矢量和张量度规微扰。量子场暴胀考虑了暴胀子的非微扰量子动力学与（经典）宇宙学度规动力学的一致耦合。对于混沌暴胀，量子处理避免了所有能量处于零模式的初始状态的不自然要求。对于新的通货膨胀，它允许一个一致的治疗的爆炸性粒子的生产，由于亚稳不稳定性。量子场暴胀（在量子模拟慢滚的条件下）在演化时导致凝聚态的形成，开始了有效的经典暴胀状态。我们计算的原始微扰考虑占主导地位的量子效应。标量、矢量和张量原始微扰的结果用经典暴胀结果表示。对于O（N）对称模型中的N分量场，绝热涨落占主导地位，而等曲率或熵涨落可以忽略不计。计算结果与当前WMAP的观测结果一致，并预测了经典暴胀对功率谱的修正，修正量约为m^2/[NH^2]，其中m为暴胀子质量，H为视界交叉处的哈勃常数.在与宇宙学相关的尺度上，这一比例约为4%。这种对暴胀的量子场处理为经典暴胀提供了基础，并允许计算对它的量子修正。
2004-09-02 astro-ph gr-qc hep-ph
The Classical and Quantum Inflaton: the Precise Inflationary Potential and Quantum Inflaton Decay after WMAP
我们澄清经典暴胀子模型，考虑他们作为有效场论`a la Ginzburg-Landau。在这种方法中，排除纯φ ^4势的WMAP声明意味着在m ~ 10^{13}GeV尺度下暴胀子质量项的存在。以统一的方式研究了混沌、新的和混合暴胀模型。在所有情况下，暴胀子势都具有V（φ）=m^2 M_{Pl} ^2 v的形式（phi/ M_{Pl}），其中v（varphi）中的所有系数都是一阶的，如果这种势对应于超对称破缺，则susy标度为sqrt{m M_{Pl} }~10^{16}GeV，这与大统一理论标度相一致.对于红色倾斜谱，新暴胀倾向于出现，而对于蓝色倾斜谱，混合暴胀则是最好的选择.在这两种情况下，我们都得到了暴胀子质量与张量/标量比r和标量谱指数ns的解析关系式：10^6 m/ M_{Pl} = 127 sqrt{r| 1-n_s|其中数值系数遵循WMAP幅度。我们回顾了暴胀过程中的量子现象，这些现象对CMB各向异性和偏振中的相关观测量有贡献，重点讨论了暴胀子的衰变.暴胀子与标度不变功率谱的偏离由一个小参数Δ来度量. Δ也调节红外发散.在慢卷暴胀中，Δ是慢卷参数的简单函数.在暴胀膨胀中，量子涨落可以通过闵可夫斯基所禁止的过程自衰减。我们计算了慢滚过程中暴胀子量子涨落的自衰减：超视界涨落在共形时间内以eta^{Gamma}形式衰减，其中新的标度维数Gamma用振幅、n_s和r表示。我们…
2005-03-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial fluctuations from nonlinear couplings
我们研究了暴胀子场耦合到无质量场和/或自身的理论中的原始波动谱。共形不变理论一般预测尺度不变谱。通过红外发散进入理论的尺度引起光谱的对数修正，使其向蓝色倾斜。我们将详细讨论这些涨落是量子涨落还是经典涨落。
1996-11-28 gr-qc
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
Ricci Subtraction for Cosmological Coleman-Weinberg Potentials
我们重新考虑标量驱动的暴胀所产生的微调问题，需要耦合的暴胀到普通物质，以使再加热效率。这种物质的量子涨落会引起对暴胀子势的科尔曼-温伯格修正，这取决于暴胀子与哈勃参数的比值。这些修正不是普朗克压制的，也不能完全减去，因为它们甚至不是一般几何的局部修正。以前的研究表明，它是不令人满意的，只是减去暴胀子和{ \it初始}哈勃参数的局部函数。本文探讨了另一种允许的可能性，减去局部函数的暴胀和里奇标量。这种情况下的问题是，由减法引起的新的标量自由度导致暴胀几乎立即结束。
2019-11-04 gr-qc
Mode - mode coupling and primordial fluctuations
我们考虑了暴胀子场中模-模耦合对原初涨落谱的影响.为此，我们制定了一个唯象模型的暴胀子波动被视为一个流体进行湍流运动。在适当的假设下，有可能估计速度波动的大小和尺度，这在再加热时引起辐射能量密度的相应波动。对于De Sitter膨胀，所得到的谱在所有感兴趣的尺度上都是尺度不变的。由此产生的频谱的振幅与已知的观测极限是相容的。这表明，极弱耦合暴胀的假设可以放宽，而不会影响模型的预测。主要PACS编号98.80.Cq;附加PACS编号：04.62.+ v，11.10.Wx，47.27
1998-05-07 astro-ph gr-qc
Particle decay during inflation: self-decay of inflaton quantum fluctuations during slow roll
本文采用动态重整化群重正化和小δ展开相结合的方法研究了暴胀过程中粒子的衰变。Delta测量与标度不变功率谱的偏差并调节红外线。在慢卷暴胀中，Delta是慢卷参数τ_V，eta_V的简单函数。我们发现，由于暴胀膨胀，量子涨落可以通过闵可夫斯基时空中所禁止的过程而自衰减。我们计算了慢滚暴胀过程中暴胀子量子涨落的自衰减，对于哈勃半径内的波长，超软共线量子（即超视界量子的韧致辐射）的发射增强了暴胀子量子涨落的自衰减，它成为物理波长H k_{ph}（eta）<<H/（eta_V-eps_V）的主要衰减通道.当物理波矢接近视界时，短波长涨落的衰减加快。超视界波动在共形时间内以幂律eta^Gamma衰减，其中根据曲率扰动的幅度Δ ^2_R、标量谱指数n_s、张量与标量之比r和慢滚参数：伽马\simeq [32 xi^2_V Delta^2_R]/ /（n_s-1+r/4）^2.生长模eta^{eta_V-V_V+Gamma}/eta的行为具有反常的标度维数Gamma。我们讨论了标量和张量扰动和非高斯的功率谱这些结果的影响。最近的WMAP数据表明伽马>3.6 10^{-9}。
2004-12-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravity waves and non-Gaussian features from particle production in a sector gravitationally coupled to the inflaton
我们研究的可能性，粒子生产过程中的通货膨胀可以源观测到的重力波尺度相关的宇宙微波背景实验。这种情况下出现的一个关键约束，因为粒子的生产也可以源暴胀子扰动，并可能破坏通常的预测，近尺度不变的光谱，近高斯曲率波动。为了最大限度地减少这种影响，我们考虑两种模型的粒子生产部门，只有重力耦合的暴胀。对于大质量粒子产生的单个瞬时爆发，我们发现标量谱和双谱中的局部特征可能是可观察的，但引力波签名不太可能是可检测的（由于非相对论量子的四极矩被抑制），而不引起一些额外的影响。我们还考虑了一个模型与滚动的赝标量，导致连续生产的相对论性规范场波动在通货膨胀。在这里，我们发现，粒子产生的引力波实际上可以超过通常的暴胀真空波动的制度，非高斯性是符合观测极限。在这个模型中，可观察到的B模式偏振可以得到任何选择的暴胀子潜力，和信号的幅度不一定与暴胀的规模。
2012-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological perturbations from stochastic gravity
在由暴胀子场驱动的暴胀宇宙学模型中，导致大尺度结构形成的原初不均匀性的起源是暴胀子场的量子涨落。这些通常是用标准的宇宙学扰动理论计算的，在这个理论中引力场和暴胀子场都是线性扰动和量子化的。然后计算了原始度规涨落的关联函数及其功率谱。在这里，我们介绍了一个替代的程序来计算的度量相关的基础上出现在随机半经典引力的框架下的爱因斯坦-朗之万方程。我们表明，关联函数的度量扰动，遵循爱因斯坦-朗之万形式主义与通常的量子化程序时得到的标量场扰动线性化。这种方法被明确地应用到一个简单的模型的混沌膨胀组成的罗伯逊-沃克背景，经历了准德西特膨胀，最低限度地耦合到一个自由的大质量量子标量场。然而，基于爱因斯坦-朗之万方程的技术可以自然地处理标量场的扰动，甚至超出线性近似，这实际上是在不受暴胀子场驱动的暴胀模型中所需要的，例如Starobinsky的迹线异常驱动的暴胀，或者在通常的暴胀子驱动模型中计算由于非线性量子效应引起的修正。
2008-02-14 gr-qc
Homogeneous Transitions during Inflation: a Description in Quantum Cosmology
暴胀涨落的通常描述使用弯曲时空中的量子场论（QFT）框架，其中量子涨落叠加在经典背景时空上。即使对于大的波动，例如在永恒的通货膨胀期间所设想的波动，这个框架也经常被使用。在目前的工作中，我们通过量子化宇宙的标量场和标度因子，进一步超越了这种描述。利用半经典引力的洛仑兹路径积分公式，我们通过考虑齐次跃迁，将其限制在一个简化的小超空间中。这种方法使我们能够确定占主导地位的几何形状和暴胀子的演变有助于这样的振幅。我们发现，对于精确指定的初始标度因子和暴胀值（和不确定的动量），两个不同的鞍点几何形状有助于振幅，导致干涉效应。然而，当标度因子和暴胀子的动量都有足够的确定性时，只有一个鞍点是相关的，弯曲时空中的QFT是适用的。特别是，我们发现，暴胀过渡的潜力，只有当初始的不确定性暴胀值是足够大的，允许占主导地位的演变是一个复杂的慢滚解决方案\emph{down}从一个相对不太可能的位置较高的潜力，才能得到有意义的结果。
2019-07-12 gr-qc hep-th
Quantum corrections to the inflaton potential and the power spectra from superhorizon modes and trace anomalies
我们得到的有效暴胀子势在慢滚暴胀过程中，包括一圈量子修正的能量动量张量的标量曲率和张量扰动，以及量子涨落的光标量和轻狄拉克费米子一般耦合到暴胀子。在慢卷暴胀过程中，在超视界和亚视界对能量动量张量的贡献之间有一个干净而明确的分离。超视界部分是由曲率扰动和标量场涨落决定的：这两种情况下的红外增强都是慢滚参数组合的逆，慢滚参数测量的是每种情况下偏离标度不变性的情况。费米子和引力子不表现出红外发散。视界下部分完全由具有不同自旋的场的迹异常所指定，并且仅由时空几何确定。在慢滚和（H/M_PL）^2展开中，得到了对曲率振幅和张量扰动的首阶单圈量子修正。这项研究提供了一个完整的评估，包括玻色子和费米子自由度的反反应问题的一个循环。结果验证了有效场论对暴胀的描述，并证实了暴胀范式对量子涨落的鲁棒性。功率谱的量子修正用CMB观测量n_s，r和dn_s/dln k表示。迹反常（特别是引力子部分）在一个确定的方向上支配着这些量子修正：它们增强了标量曲率涨落，减小了张量涨落。
2005-07-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmological Fluctuations from Infra-Red Cascading During Inflation
我们提出了一个从暴胀产生宇宙学涨落的新机制。相互作用的标量场的非平衡激发常常演化为红外（IR）和紫外（UV）级联，导致中间标度区域。我们在一个简单的模型中观察到了这种现象的元素，其中暴胀子场和等暴胀子场在暴胀过程中通过耦合g^2（-_0）^2 χ^2相互作用。等暴胀子粒子是在暴胀过程中产生的，当它们在π = π_0时瞬间变得无质量，占据数不超过1。我们指出，产生的χ粒子很快变重，它们在均匀凝聚体中的多次再散射产生了具有高占据数的轻暴胀子红外涨落的韧致辐射。这些IR波动的后续演化在性质上类似于通常的暴胀波动，但它们的初始振幅不同。红外级联对宇宙学曲率涨落产生了一种凸点形状的贡献，当g^2>0.06时，这种贡献甚至可以超过通常的涨落。红外级联曲率波动是显著非高斯的，并且凸块的强度和位置取决于模型，通过g^2和θ_0。来自IR级联波动的影响显著大于来自瞬时慢化的影响。随着一系列这样的粒子产生的爆发，碰撞的叠加可以导致宇宙学波动的一个新的宽带非高斯分量添加到通常的波动中。这样一系列的粒子创造事件可以，但不一定，导致陷获暴胀。
2009-07-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Eternal inflation and the present universe
不断膨胀的宇宙可以包含具有不同宇宙学参数值的热化区域。特别是，密度涨落的谱应该是不同的，因为暴胀子场的量子涨落的不同实现。我讨论了一个一般的方法来计算这样的可变参数的概率分布和分析的密度起伏谱作为一个具体的应用。
1999-11-23 gr-qc
Coupled inflaton and electromagnetic fields from Gravitoelectromagnetic Inflation with Lorentz and Feynman gauges
利用引力电磁暴胀（GEMI）的半经典方法，研究了早期暴胀宇宙中电磁场和种子暴胀子的起源和演化。我们同时使用洛伦兹和费曼规。我们的形式在有效的四维de Sitter度规上自然不是共形不变的，这使得在宇宙尺度上宇宙早期暴胀时期的电场和磁场模的超绝热放大成为可能.这是第一次，电场波动的解决方案进行了系统的研究，在4D的暴胀模型的嵌入。本文得到的一个重要的新结果是：电场涨落的谱与尺度有关，谱指数随尺度的减小而二次增加。
2010-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum corrections to slow roll inflation and new scaling of superhorizon fluctuations
WMAP和CMB实验的精确宇宙学数据激发了对慢卷暴胀参数的量子修正的研究，我们发现经典暴胀子运动方程的量子（圈）修正，我们实现了一种基于量子涨落理论的重正化有效场论EFT方法，（H/ M_{Pl}）^2和慢滚参数λ_V，eta_V，sigma_V，xi_V.我们发现对暴胀子有效势及其运动方程的首阶量子修正由标量涨落的功率谱决定.它的近标度不变性引入了一个很强的红外行为，它被慢滚参数Delta = eta_V-R_V=（n_s-1）/2+r/8自然地正则化了。在EFT和慢滚展开中，我们发现V_{eff}（Phi_0）=V_R（Phi_0）[1+ r/8]（Δ ^2_T/32）（n_s-1+3r/8）/（n_s-1+r/4）+高阶]其中n_s和r=Delta^2_T/Delta^2_R是隐含地依赖于Phi_0的CMB观测量，V_R（Phi_0）是重整化经典暴胀子势，慢卷暴胀时的有效势与Minkowski空间有着显著的不同。超视界标量场波动随着时间的推移而增长，|η| ^{-1+Delta-d_}其中d_是对与超视界暴胀子涨落自衰变有关的标度指数的新的量子修正，η是共形时间。我们将此推广到暴胀子与光标量场相互作用的情形。这些由相互作用引起的量子修正将与高阶慢滚修正竞争，必须考虑到精确确定暴胀参数。
2005-10-03 astro-ph gr-qc hep-ph
An effective field theory during inflation: reduced density matrix and its quantum master equation
我们研究了类暴胀标量场--“系统”与另一个标量场--“环境”在de Sitter暴胀过程中的超哈勃涨落的功率谱。通过对环境自由度的积分，得到暴胀子涨落的约化密度矩阵。这些被认为是无质量的，并且作为\emph{proxy}与引力共形耦合，以描述在整个膨胀过程中保持亚哈勃的自由度。密度矩阵的时间演化由一个量子主方程描述，该方程描述了真空态的衰变、粒子和关联对的产生以及超、亚哈勃自由度之间的量子纠缠.量子主方程提供了一个非微扰的重建长期的条款，从自能（环）修正的暴胀子波动。在这里研究的情况下，这些都是Sudakov型的双谱，导致在\emph{decay}的暴胀子波动的功率谱的视界交叉与随之而来的违反标度不变性。约化密度矩阵和它的量子主方程为研究长波长涨落的有效场论提供了一个强有力的非微扰框架。
2015-07-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Logarithmic gravity from a very slow roll limit of inflation
Harvard University（哈佛大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Institute for Advanced Study（高等研究院）
该论文研究暴胀无边界波函数在极慢滚极限下的行为，提出对数引力理论，并证明其概率测度可简化为高斯型，且单圈效应不产生额外共形因子依赖，条件化真空衰变可生成刘维尔指数势。
2026-09-30 gr-qc hep-th
Fermionic influence (action) on inflationary fluctuations
出于明显的持续大尺度异常的CMB，我们研究的影响，费米自由度的暴胀波动的动力学作为一个可能的来源违反（近）尺度不变性的宇宙尺度。本文研究了de Sitter时空中Dirac场和Majorana场的类暴胀子汤川相互作用标量场（$Y_{D,M}$）对轻\emph{fermionic}自由度的非平衡有效作用量.有效的行动导致朗之万运动方程的暴胀子类场的波动，自能修正和随机高斯噪声。我们解决了朗之万方程的超哈勃极限实施的动力学重整化群重正化。对于几乎无质量的暴胀子，其超哈勃涨落的功率谱是\emph{enhanced}，对于$N_D$狄拉克费米子和$N_M$马约拉纳费米子，$\mathcal{P}(k;η) = (\frac{H}{2π})^2\,e^{γ_t[-kη] }$和$γ_t[-kη] = \frac{1}{6π^2} \Big[\sum_{i=1}^{N_D}{Y^2_{i,D}}+2\sum_{j=1}^{N_M}{Y^2_{j,M}}\Big]\,\Big\{\ln^2[-kη]-2 \ln[-kη]\ln[ -kη_0] \Big\} $，$η_0$是暴胀子质量消失时的重整化标度。全功率谱是重整化群不变的。这些修正的超级哈勃功率谱需要违反尺度不变性的耦合到费米子场的结果。在大量费米子场的极限下，有效作用量为\emph{exact}.从费米自由度的增强和从光标量自由度的抑制之…
2016-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflaton field governed universe from NKK theory of gravity: stochastic approach
本文研究了一个由非紧Kaluza-Klein（NKK）引力理论导出的非微扰单场（暴胀子）宇宙模型。对宇宙演化不同时期的暴胀子场涨落进行了估计。我们的结论是，暴胀子场一直下滑其（二次）的潜力山沿整个宇宙的演化和质量的哈勃参数的顺序。在这里开发的模型中，唯一的自由参数是哈勃参数，它可以在未来重建从超新星加速探测器（SNAP）的数据。
2005-09-13 astro-ph gr-qc hep-ph
Quantum Inflaton Dynamics
我们证明了在对称高斯态下，一个实标量场对一大类势的量子动力学，在考虑非微扰量子贡献的情况下，可以等价地用一个具有确定角动量的二维非线性动力学系统（复理论的U（1）荷）来描述.结果表明，具有极小不确定性和较大量子涨落的高斯态作为初始条件，自然地解释了暴胀宇宙早期的大部分本质特征。
1998-05-06 gr-qc hep-th
Quantum fluctuations in brane-world inflation without inflaton on the brane
Himemoto和Sasaki最近提出了一个Randall-Sundrum型膜宇宙模型，其中膜上的慢卷暴胀完全由体标量场驱动。我们详细分析了它们的模型，并用$m^2=V''(ϕ)$计算了体标量场$ϕ$的量子涨落。我们将体标量场分解为四维场的无限质量谱;具有最小质量平方的场称为零模，其上的Kaluza-Klein模具有质量间隙。我们发现经典解的零模优势在$|m^2|\bar\ell^2\ll1$情况下成立，其中$\bar{\ell}$是有效反德西特体的曲率半径，但在$|m^2|\bar\ell^2\gg1$情况下它被违反，尽管违反很小。然后我们计算膜上的真空期望值$<δϕ^2>$。当$|m^2|\bar{\ell}^2\ll 1$与经典背景情况相似时，我们发现零模贡献完全占优势。相比之下，我们发现卡鲁扎-克莱因的贡献是小的，但不可忽略的，如果值的$|m^2|\bar{\ell}^2$是大的。
2001-11-09 astro-ph gr-qc hep-ph
A Meandering Inflaton
如果宇宙学的暴胀场景发生在弦论的宇宙景观中，那么暴胀子，即导致暴胀的标量模，就会在复杂的多维势场中蜿蜒而行。我们表明，这种蜿蜒的属性自然会导致许多的e-folds的通货膨胀，一个成功的通货膨胀的情况下，一个必要条件。这种行为也导致了宇宙微波背景辐射的原始功率谱的波动，这可能会在不久的将来像普朗克这样的宇宙方差有限实验中被检测到。
2010-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can the Simplest Two-Field Model of Open Inflation Survive?
本文研究了单泡开放暴胀双场模型中暴胀子场的量子涨落。假设其中一个充气子负责充气的第一个假真空阶段，另一个充气子负责充气的第二个慢滚阶段。第二暴胀子的质量在整个暴胀时期被假定为可以忽略不计。我们发现超曲率涨落随虚真空和真真空下的哈勃常数之比的增大而增强。这对一类开放的暴胀模型给出了强约束。特别是，这意味着Linde和Mezhlumian提出的最简单的双场模型有问题。
1996-05-17 astro-ph gr-qc
Primordial SdS universe from a 5D vacuum: scalar field fluctuations on Schwarzschild and Hubble horizons
本文研究了在有效的四维Schwarzschild-de Sitter（SdS）度规下早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。我们得到了一个重要的结果：零级涨落谱在Schwarzschild尺度上与标量场质量$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$成线性关系。
2010-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Density Fluctuations in Stochastic Gravity -- Formalism and Linear Analysis --
本文基于随机引力理论研究暴胀子量子涨落产生的原初微扰。在对暴胀子场自由度积分的基础上，分析了树水平上曲率微扰的关联函数随时间的演化，并与规范不变线性微扰理论的预言进行了比较.我们发现，如果从视界穿越时间的e-折叠小于某个临界值（$\sim |$慢滚参数$|^{-1}$），这是观察到的宇宙结构的尺度的情况下，我们的结果与规范不变的微扰理论相吻合。然而，在超视界尺度的限制下，我们发现曲率扰动的差异，这表明，我们应该包括纵向部分的引力场的量子化的标量场，即使在随机引力。
2007-10-29 gr-qc hep-th
Back-reaction of Cosmological Fluctuations during Power-Law Inflation
我们研究了幂律暴胀的慢翻转区域中宇宙标量涨落的重整化能量动量张量，发现它在首阶具有负的能量密度，与背景能量具有相同的时间行为.平均膨胀率似乎由于宇宙学涨落的有效能量的反作用而降低，但只有当膨胀开始于普朗克能量时，这个值才与背景能量相当。我们还发现，对于这个特殊的模型，一阶和二阶暴胀子涨落是解耦的，并满足相同的运动方程。最后，对一般势V（π），计算了暴胀子标量场的四阶绝热膨胀。
2007-08-03 astro-ph gr-qc hep-th
Scalar Metric fluctuations in space time matter inflation
使用Ponce de Leon背景度量，它描述了一个5D宇宙中的一个明显的真空：$\bar{G}_{AB}=0$，我们研究了有效的4D演化，暴胀和规范不变的标量度量波动，在最近推出的时空物质膨胀模型。
2006-08-09 astro-ph gr-qc
Higgs vacuum metastability in primordial inflation, preheating, and reheating
目前对希格斯玻色子玻色子质量和汤川耦合的测量表明，有效希格斯势在普朗克尺度以下发展出不稳定性。如果暴胀的能量标度与大统一尺度一样高，希格斯场的暴胀量子涨落很容易破坏标准电弱真空的稳定性，产生大量的AdS畴。如果引入相对较大的非最小希格斯引力耦合或暴胀子-希格斯耦合，则可以避免暴胀过程中的这种不稳定。这种耦合产生了一个大的有效质量项，可以提高有效希格斯势，抑制希格斯场的真空涨落。然而，在原始暴胀之后，这种有效质量迅速下降，并且非最小的希格斯引力或暴胀-希格斯耦合可以通过参数共振引起希格斯场的大波动，从而在预热阶段产生AdS畴。此外，热涨落的希格斯场不能忽略在进行再加热时期。我们讨论了在膨胀，预热和再加热过程中的希格斯真空波动，并表明，希格斯亚稳性问题是严重的，除非暴胀子势的能量尺度远低于大统一体尺度。
2016-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic growth of quantum fluctuations during slow-roll inflation
本文计算了在不同的暴胀模型中，小有效质量的测试场在缓慢变化的近似de Sitter阶段的量子涨落均方的增长。我们考虑一个小质量的最小耦合标量，一个有效质量为$ \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
Pre-heating in the framework of massive gravity
在本文中，我们提出了一个机制，自然预热我们的宇宙通过引入一个暴胀场依赖的质量项的引力波的一个特定类的质量引力理论。对于任何单场暴胀模型，暴胀子在暴胀结束后必然经历振荡相。最近有人指出，如果引力涨落具有与暴胀子相关的质量项，那么在暴胀子振荡阶段，引力波的振幅将出现共振放大。由于参量共振对引力波振幅的极大增强，我们证明了在最小耦合物质场的情况下，宇宙可以自然地经历预再热阶段.因此，在再加热阶段，没有必要在物质场和暴胀子之间引入任何任意的耦合。
2016-07-22 gr-qc hep-th
A new mechanism for generating density perturbations from inflation
我们提出了一个新的机制，产生密度扰动的暴胀模型。暴胀子场到普通物质的衰变率的空间波动导致再加热温度的波动。我们认为，在大多数现实的暴胀模型中，暴胀子与正常物质的耦合是由理论中场的真空期望值决定的。如果这些场在暴胀期间是轻的（这是超对称暴胀的极小模型中的一般情况），它们将通过所提出的机制波动，导致密度扰动。我们表明，这些波动可以很容易地占主导地位，通过标准机制产生的。新的情景对通货膨胀模型的建立和观测有几个影响。所提出的机制允许以低得多的膨胀尺度产生所观察到的密度扰动水平，从而一般预测较小水平的引力波。所产生的密度扰动的频谱的斜率和暴胀子场的势之间的关系是不同的标准关系的背景下获得的慢滚暴胀。由于造成涨落的场不是暴胀子，它可以有明显更大的自耦合，因此密度扰动可能是非高斯的。非高斯性可以大到足以通过CMB和大尺度结构观测来检测。
2003-03-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Generalised Gaussian states in group field theory and $\mathfrak{su(1,1)}$ quantum cosmology
本文为基于 $\mathfrak{su(1,1)}$ 代数的量子宇宙学模型定义了广义高斯态，发现其小相对涨落主要由定义态的位移量决定，并指出在群场论正则量子化的代数方法中定义此类态存在困难。
2024-03-22 gr-qc hep-th
UV-protected (Natural) Inflation: Primordial Fluctuations and non-Gaussian Features
我们考虑紫外线保护的暴胀，暴胀子的潜力是通过量子（单圈）打破一个全球性的对称成为一个离散的对称。在这个模型中，所有的耦合尺度都是次普朗克尺度。这是通过将暴胀子动力学项与爱因斯坦张量耦合来实现的，这样在高能量下摩擦力会被引力增强。在这方面，这种新的相互作用使几乎任何潜在的足够的通货膨胀，同时保持系统微扰酉。我们表明，即使引力增强摩擦本质上包含新的非线性，紫外保护的通货膨胀（和任何类似的模型）的行为作为一个单一的领域的情况下，红色倾斜的频谱和潜在的可检测的引力波。有趣的是，我们发现，在局部形式的曲率扰动的非高斯完全由非线性规范变换从空间平坦的均匀场规范和/或违反宇称的相互作用的暴胀子和规范玻色子占主导地位。特别地，违反奇偶性的相互作用可以产生可检测的非高斯性。
2014-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Thermal Properties of an Inflationary Universe
一个充满活力的理由，在膨胀过程中的热组件。热分量可以充当热库，引起暴胀子场系统的热波动。我们以前表明，这样的热涨落可以主导量子涨落产生初始种子的密度扰动。从量子场论导出了一个类似朗之万的速率方程，该方程描述了暴胀子场在受到一个简单的热库模型作用时产生的涨落。在一定的限制下，这个方程被证明是减少到标准的朗之万方程，我们用来构建“温暖的通货膨胀”的情况下，在以前的工作。我们的系统水库模型的粒子物理解释。
1996-05-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial density fluctuations generated by wormholes
研究了膨胀宇宙中存在的穿过视界体积的虫洞对宇宙能量密度的影响。发现了模拟暴胀子的自由无质量标量场的两点关联函数，揭示了在这个过程中平移不变性的破坏可能在宇宙微波背景辐射图的各向异性中得到潜在的体现.
2019-06-07 gr-qc hep-th
Fluctuations of Quantum Fields in a Classical Background and Reheating
我们考虑了在含时、均匀、各向同性的经典背景中与量子场χ相关联的粒子产生过程。结果表明，产生的粒子的场平方χ^2、能量密度和压强都有较大的涨落，与它们的真空期望值相当。这些波动对再加热过程的可能影响后，通货膨胀进行了讨论。在确定了两种不同模型中涨落的关联长度后，我们发现在最终热化过程、反反应效应和考虑原初黑洞的形成时，都应该考虑这些涨落的关联长度.在这两个模型中，通过相互比较量子和热涨落，可以观察到，即使当相互作用速率很大时，在完全暴胀子衰变后，非常快速的热化也不总是可能的。另一方面，当在预热阶段包括反反应效应时，暴胀子振荡的相干性由于χ^2的波动而丧失。最后，我们注意到，一个大的波动的能量密度可能会导致一个黑洞的形成，我们确定的总能量密度的分数，进入这样的原始黑洞在我们考虑的预热模型。
2010-01-05 gr-qc hep-th
Inflationary dynamics and preheating of the non-minimally coupled inflaton field in the metric and Palatini formalisms
本文在度规和Palatini形式下研究了具有非最小耦合暴胀子场的模型的暴胀动力学和预热。我们发现，在这两种形式中，无论初始条件如何，我们的宇宙都将演化到一个慢卷暴胀时代，然后标量场进入振荡阶段。在Palatini形式中，暴胀结束时标量场的值总是大于度规暴胀结束时标量场的值，并且随着耦合参数$|ξ|$的绝对值的增大，这一点变得越来越明显.在预热过程中，我们发现由于参数共振，暴胀子量子会爆炸性地产生，而暴胀子量子的增长会被逆反应终止。随着$|ξ|$的增加，共振带逐渐接近零动量（$k=0$），在度规形式下共振带的结构发生变化，变得越来越宽，而在Palatini形式下共振带的结构仍然很窄.随着$|ξ|$的增加，暴胀子场向涨落场的能量传递效率越来越高，并且在度规形式下，能量传递效率的增长比Palatini形式快得多.因此，暴胀和预热在不同的形式中表现出不同的特征。
2018-01-25 astro-ph.CO gr-qc
