Shape of the inflaton potential and the efficiency of the universe heating
结果表明,暴胀子场加热宇宙的效率不仅取决于标量粒子产生过程中可能存在的参量共振,而且还强烈依赖于暴胀子接近其力学平衡点的性质。特别是,当暴胀子振荡偏离纯谐波的一系列阶梯函数,生产概率上升了几个数量级。这反过来又导致宇宙在暴胀子衰变后的温度比谐波情况高得多。给出了暴胀子势的一个例子,它对暴胀子向平衡态的演化作了适当的修正,而不破坏暴胀的优良特性。
2015-09-24 astro-ph.CO hep-ph
Dynamics of Metastable Vacua in the Early Universe
我们研究了可能的亚稳态真空态是否实际上存在于早期宇宙的相变中的问题,正如在讨论真空稳定性界限(例如标准模型参数)时通常假设的那样。数值求解了一个玩具模型的唯象(3+1)维朗之万方程,该模型的势是由标准模型的有限温度单圈有效势激发的,该模型包括来自超越标准模型的有效物理理论的额外的不可重正化算子和随时间变化的温度。事实证明,亚稳真空是否被填充关键取决于小标量耦合的唯象参数eta的值。对于足够大的标量耦合和我们的特定形式的非重整化算子的系统(由朗之万方程)总是结束在亚稳态最小值。
1999-11-03 hep-ph
Particle production and reheating in the inflationary universe
热场论适用于粒子生产率的暴胀模型,导致新的结果催化,或两个阶段的衰变,大规模的领域作为衰变通道的生产光场。膨胀宇宙中Bolztmann方程的数值研究表明,在小振幅暴胀子振荡或缓慢移动的暴胀子场旁边产生的粒子分布可以热化。
2008-10-15 hep-ph
Metastable Supersymmetry Breaking in a Cooling Universe
我把亚稳态超对称破缺放在宇宙学的背景下。我认为,在合理的假设下,冷却早期宇宙有利于亚稳态超对称破缺真空稳定的超对称真空。为了说明一般的论点,我分析了早期宇宙的历史的Intriligator-Seiberg-Shih模型。
2007-10-31 hep-ph hep-th
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
Inflatonic Solitons In Running Mass Inflation
如果暴胀子振荡产生一个有效的负压状态方程,那么与整体对称性相关联的暴胀子凝聚可以分裂成准稳Q球。我们研究了一个运行的暴胀子质量的混沌通货膨胀,并表明,根据辐射质量校正的符号,实际上可以发生的过程中的碎裂成暴胀子Q球,即使没有净电荷存在。如果Q球的主要衰变通道是费米子,宇宙将通过表面蒸发缓慢地再加热。
2002-06-26 hep-ph
Metastable Electroweak Vacuum: Implications for Inflation
在标准模型中,目前的希格斯和顶夸克数据支持电弱真空的亚稳态,尽管不确定性仍然很大。真正的真空比我们的深许多个数量级,与井的深度相比,分隔两者的屏障很小。这就提出了一个宇宙学问题:希格斯场是如何被困在浅极小区的?为什么它在暴胀期间会留在那里?在暴胀之前,希格斯粒子的初始条件必须被微调到10^8分之一,这样希格斯场才能在正确的真空中结束。在本文中,我们表明,这些问题可以得到解决,如果有一个小的正耦合之间的希格斯粒子和暴胀子。
2013-01-19 hep-ph
Metastable SUSY Breaking - Predicting the Fate of the Universe
超对称性(SUSY)在亚稳真空中破缺的可能性最近引起了人们的新兴趣。在这些程序中,我们将认为亚稳态是一个有吸引力的和可测试的场景。最近的事态发展引发的介绍一个简单的和可计算的模型的亚稳态超对称性打破Intriligator,Seiberg和施(ISS),我们将简要回顾。亚稳态提出的一个主要问题是,为什么宇宙最终会在真空中。以国际空间站模型为例,我们将论证在一大类模型中,宇宙在早期热阶段自动进入亚稳态,并被困在那里。从宇宙学的观点来看,这使得亚稳态成为一个自然的选择。然而,它可能不止于此。唯象上所要求的高吉诺质量要求R对称性破缺。然而,在具有低超对称性破缺尺度的情况下,例如,规范中介是Nelson和Seiberg的一个强有力的定理,它将这一点与真正稳定状态下的超对称破缺相矛盾,亚稳定性变得(几乎)不可避免。反过来,人们现在可以通过实验测试规范调解是否在自然界中实现,从而自动测试真空亚稳态的可能性。事实上,大型强子对撞机可能已经为我们提供了关于真空稳定性的重要信息。
2008-10-29 hep-ph
Early Universe Higgs dynamics in the presence of the Higgs-inflaton and non-minimal Higgs-gravity couplings
电弱真空的表观亚稳态提出了许多宇宙学问题。这些涉及希格斯场到当前真空的演化,以及它在暴胀期间和之后的稳定性。希格斯暴胀子和非最小希格斯引力相互作用可以对这些考虑产生至关重要的影响,可能解决问题。在这项工作中,我们允许这些耦合同时存在,并研究它们的相互作用。我们发现,不同的组合的希格斯暴胀和非最小希格斯引力耦合诱导有效希格斯质量期间和之后的通货膨胀。这对预热过程中希格斯粒子的稳定性有着至关重要的影响。特别是,广泛的耦合导致稳定的解决方案成为允许的。
2022-04-05 astro-ph.CO hep-ph
Superheavy Dark Matter and Parametric Resonance
基于暴胀宇宙,我们提出了一种产生超重暗物质的新方案。在我们的方案中,暴胀子同时耦合到玻色子和稳定的费米子。虽然费米子是由暴胀后的暴胀子衰变产生的,但暴胀子的能量密度几乎都通过参量共振传递到辐射中,从而导致大量的玻色子产生。我们证明了由暴胀子衰变产生的费米子可以是超重暗物质,其丰度与临界密度相一致。我们还提出了两个明确的模型作为例子,我们的方案可以实现。一个是软破超对称理论。另一种是假定中微子质量矩阵的“单重态马约子模型”。后一个例子可以同时解释中微子振荡数据和观测到的重子不对称性,在目前的宇宙通过leptogenesis方案。
1999-01-22 hep-ph
Detailed investigation of the duration of inflation in loop quantum cosmology for a Bianchi-I universe with different inflaton potentials and initial conditions
在圈量子宇宙学背景的正确动力学上有着广泛的共识。在这篇文章中,我们通过改变我们认为是模型中最重要的“未知数”来系统地研究暴胀的持续时间:设置初始条件的方式,反弹时的剪切量和暴胀势的形状。
2017-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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$.
2006-03-01 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational Collapse in the Post-Inflationary Universe
宇宙可能会在暴胀和大爆炸核合成之间经历一个有效的物质主导时代,在此期间,引力束缚结构可以在视界下形成。特别是,暴胀子场可以坍缩成暴胀子晕,在非常早期的宇宙中形成“大尺度”结构。我们结合N体模拟与高分辨率放大区域,其中非相对论薛定谔-泊松方程用于解决详细的,波浪状结构的暴胀子晕。在它们内部形成了孤子核心,将结构形成模拟与晚期宇宙中的轴子状粒子相匹配。我们用玻色子星的类比来表示这些物体\textit{inflaton stars}。基于半解析的形式主义,我们计算了它们的总体质量分布,这表明,如果早期物质主导的时代持续20个$e$倍,某些区域将达到$10^{15}$的超密度。最大质量的暴胀子星的半径可以缩小到史瓦西半径以下,这表明它们可以在热化之前形成原始黑洞。
2022-01-13 astro-ph.CO 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
Matter Creation via Vacuum Fluctuations in the Early Universe and Observed Ultra-High Energy Cosmic Ray Events
最高能量的宇宙射线,在光谱的Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止点以上,可能起源于超重长寿命X粒子的衰变。这些粒子可能是在早期宇宙中由膨胀期间或之后的真空波动产生的,可能构成冷暗物质的相当大一部分。我们计算了大量的模型的数量。X粒子被认为是玻色子或费米子。比暴胀子重几倍的粒子,m_inflaton \approx 10^{13} GeV,并且是由这种机制产生的,可以自然地解释宇宙中的临界质量。在某些情况下,诱导的等曲率密度波动可以在宇宙微波背景辐射的各向异性中留下印记。
1998-09-28 hep-ph
SUSY breaking by a metastable ground state: Why the early Universe preferred the non-supersymmetric vacuum
在宇宙学的背景下重新研究了亚稳真空中的超对称破缺。它表明,热效应一般驱动宇宙的亚稳态最小值,即使它开始在超光速保持一个。这是亚稳态超对称破缺的ISS模型的一个一般特征,因为超对称真空比亚稳态基态在原点包含更少的光自由度。这些模型的亚稳态超对称性破断,从而放置在一个平等的基础上与更常见的动态超对称性破断的情况。
2007-01-16 astro-ph hep-ph hep-th
Scalar condensate decay in a fermionic heat bath in the early universe
我们考虑单圈热效应对最初主导宇宙能量密度的标量场零模衰变的影响。我们假设费米子衰变通道,并考虑到由于粒子和空穴激发的影响,并提出近似的吸收和衰变率的表达式。我们将所得结果应用于暴胀子并求解玻尔兹曼方程,得到了费米子等离子体的温度演化。我们表明,再热温度可以大于暴胀质量,如果暴胀衰变成一个以上的费米子物种。
2005-08-25 astro-ph hep-ph
Gravitational Waves from Metastable Cosmic Strings in Supersymmetric New Inflation Model
本文提出一个R-不变超对称新暴胀模型,通过两步对称性破缺产生亚稳态宇宙弦网络,预测的弦张力与PTA数据一致,并要求低再加热温度以抑制非热引力子产生,从而产生独特的引力波特征。
2025-04-03 astro-ph.CO hep-ph
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
Allowed parameter regions for a general inflation moded
早期宇宙暴胀理论被认为是解释宇宙大尺度结构起源和解决早期宇宙迫切问题的一个有希望的理论。对于一个合理的暴胀模型,暴胀过程中的势能至少在暴胀子的方向上必须非常平坦。为了构造暴胀子势,所有已知的相关天体物理观测都应该包括在内。对于一般的树能级混合暴胀势,这是没有充分讨论到目前为止,它的参数显示如何通过天体物理观测数据的约束,并获得预期的精度,一致的宇宙学要求。
1998-09-17 hep-ph
Reheating the Post Inflationary Universe
我们考虑了与轻标量和费米子耦合的暴胀子场的非平衡演化。这个领域的耗散动力学的研究,发现是完全不同的,比相信在暴胀模型。特别地,当暴胀子振幅较大时,暴胀子零动量模的期望值的阻尼时标可以比单粒子衰变率给出的阻尼时标短得多,如在混沌暴胀场景中。我们发现,再热温度可能会大大偏离通常的估计。
1995-05-03 astro-ph hep-ph
On the Theory of Fermionic Preheating
在暴胀宇宙学中,构成宇宙的粒子是在暴胀后由于它们在预热过程中与移动的暴胀子场相互作用而产生的。在费米子部门,领先的渠道是在非微扰制度的参数激发,这尊重泡利阻塞,但显着不同的微扰预期的平衡粒子生产。我们发展了费米子预热耦合到暴胀子的理论,在没有宇宙膨胀和有宇宙膨胀的情况下,对于轻费米子和大质量费米子,分析计算所产生的费米子的占据数,重点是它们的光谱和时间演化。在大的共振参数$q$的情况下,我们延伸的连续抛物散射的方法,早期开发的玻色子预热的remmions。在膨胀的宇宙中,费米子的参量激发是随机的。在几十个暴胀子振荡内,很快就产生了费米子,填满了货币空间中半径为$\simeq q^{1/4}$的球体。我们扩展我们的形式主义超重费米子的生产和'即时'费米子创建。
2000-03-03 hep-ph
Inhomogeneity and the Post-Inflationary Universe
讨论了简单暴胀模型中暴胀子中的扰动与背景在预热阶段的相互作用。通过数值求解爱因斯坦场方程,我们能够评估非线性引力效应对预热的影响,并评估预热时期微扰讨论的准确性。
1999-01-28 hep-ph
Instabilities, Point Attractors and Limit Cycles in a Inflationary Universe
研究了标量暴胀子场的稳定性,并在相空间中分析了它的点吸引子。我们表明,在真空中的暴胀子场的值是一个分歧参数,并证明了极限环的可能存在,通过使用分析和数值参数。
1995-12-01 astro-ph hep-ph
Dark Matter in Gauge Mediated Supersymmetry Breaking using Metastable Vacua
我们指出,在一类利用亚稳超对称破缺真空的规范中介模型中,早期宇宙超对称破缺场的极小值动态偏离低能时的极小值.这种偏离引起了超对称破缺场的相干振荡,并衰减为引力子。对于某些参数,它可以产生适量的引力子来解释观测到的暗物质。
2007-10-11 hep-ph
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
A universe born in a metastable false vacuum state needs not die
我们试图找到条件,满足这些条件可以让一个诞生于亚稳态假真空状态的宇宙生存下来,而不是崩溃。所发现的条件是以不等式的形式联系的依赖于时间的$t$瞬时衰变率${\itΓ}(t)$的假真空状态和哈勃参数$H(t)$。讨论了量子亚稳态的衰变率的性质,并对所发现的条件的可能解进行了分析和讨论。在模型中考虑它表明,宇宙出生在亚稳态真空状态有一个非常高的机会生存,直到很晚的时候,如果寿命,$τ_{0}^{F}$,亚稳态假真空状态是短得多,比膨胀过程的持续时间。我们的分析表明,电弱真空的不稳定性不一定会导致我们宇宙的悲惨命运,导致它的死亡。
2023-01-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational inflaton decay and the hierarchy problem
我们研究了G. Dvali,宇宙膨胀后的再加热。Dvali的建议包含了额外的N~10^{32} Z_2守恒量子场,这些量子场超出了质量为~1 TeV的标准模型粒子,使引力减弱了1/N,从而解释了普朗克尺度和电弱尺度之间的等级关系。我们表明,在这种情况下,通过引力衰变通道的暴胀子场的衰变率被增强了一个因子N,因此,它们非常有效地衰变成N种量子场,在限制,量子引力效应是不重要的引力衰变率。为了不使宇宙过热,暴胀子质量、暴胀子的真空期望值或非最小引力耦合应该被严格微调。我们的结论仍然成立,即使引力衰变被理论的某种对称性所禁止;如果暴胀子量子的数密度大于临界值,宇宙仍然可能通过暴胀子的湮灭而过热。
2008-04-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Fate of Electroweak Vacuum during Preheating
根据目前的希格斯/顶夸克质量实验数据,我们的电弱真空可能是亚稳态的。如果情况确实如此,那么高尺度暴胀模型就需要在暴胀过程中真空的稳定机制。一个可能的候选者是希格斯暴胀/曲率耦合,因为它诱导一个额外的质量项希格斯在慢滚制度。然而,在暴胀之后,额外的质量项振荡,它可能通过在暴胀子振荡时期产生大的希格斯波动来破坏我们的电弱真空。在本文中,我们研究是否Higgs暴胀/曲率耦合可以保存我们的真空,适当地考虑在预热阶段的Higgs生产。我们把上界的希格斯暴胀/曲率耦合,并讨论可能的动力学,可能会放松他们。
2016-12-05 astro-ph.CO hep-ph
Curvaton scenarios with inflaton decays into curvatons
我们考虑了暴胀子在再加热过程中可能衰变成曲率粒子的情况,并分析了它对曲率粒子的影响。典型的衰变曲率最初是相对论性的,然后变成非相对论性的,改变了宇宙的背景历史。我们表明,这种背景的变化是唯一的方式,在该方案的观测预测进行修改。此外,一旦所需的微扰幅度被观测固定,在其他宇宙学观测量中就没有这种衰变的特征。衰变曲率可以防止宇宙被曲率凝聚体所控制,使得在参数空间的部分观测结果不可能匹配。这将暴胀子与曲率子的分支比限制为通常小于$0.1$阶。如果分支比低于约$10^{-4}$,则其对模型参数空间具有可忽略的影响并且可以被忽略。
2016-12-02 astro-ph.CO hep-ph
WIMPflation
我们提出了一类模型,其中一个稳定的暴胀子产生的早期宇宙中的热遗迹,并构成了暗物质。我们表明,暴胀子湮灭可以有效地重新加热宇宙,并确定几个例子的暴胀潜力,可以容纳所有的宇宙微波背景观测和暴胀暗物质候选人具有弱标度质量。作为一个简单的例子,我们考虑通过希格斯门相互作用发生的湮灭,从而为未来的直接探测实验带来令人鼓舞的前景。
2018-07-09 astro-ph.CO hep-ph
The Radionactive Universe
在一大类额外维度的模型中,一个被称为radion的标量自由度在宇宙学尺度上是长期存在的,甚至是稳定的。在本文中,我们调查的放射性对宇宙演化的影响。我们证明,无论是覆盖宇宙,构成暗物质,是暴胀子,曲率,或不发挥任何作用,在宇宙学中,关键取决于之间的比率存储在射电和暴胀时的能量密度。我们讨论了协调具有低紧化尺度的模型的一般困难(即,TeV标度)与简单的通货膨胀的图片。
2003-08-04 astro-ph hep-ph
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
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
Inflaton Regeneration via Scalar Couplings: Generic Models and the Higgs Portal
Faculty of Education, Niigata University(新潟大学教育学部);Department of Physics, Saga University(佐贺大学物理学系);Graduate School of Science and Engineering, Saga University(佐贺大学理工学研究科)
研究指出,在单变量势能形式V(ϕ) ∝ ϕ^k (k≥4)的模型中,inflaton的有效质量随场幅变化而消失,导致其在再加热后通过粒子衰变和散射再生,且Higgs通道可进一步约束该过程。
2026-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Formation of inflaton halos after inflation
早期的宇宙可能在暴胀之后和辐射支配开始之前经历了一段长时间的物质主导膨胀。在这样一个时期,地下层密度扰动会因引力而增长,如果持续足够长的时间,就会坍缩成束缚结构。这个阶段和当今宇宙结构形成之间的强烈相似性允许使用N体模拟和晕形成的近似方法来模拟暴胀子凝聚成暴胀子晕的碎片。对于一个简单的模型,我们发现这些晕的质量高达$20\,\mathrm{kg}$,半径为$10^{-20}\,\mathrm{m}$数量级,大约是大爆炸后的$10^{-24}$秒。我们发现,N-体晕质量函数匹配预测的质量峰值补丁方法和Press-Schechter形式主义在预期范围内的尺度。一个长的物质主导阶段意味着再加热和热化发生在一个密度变化很大的宇宙中,可能会改变这个过程的动力学。此外,大的过密度可以产生引力波,并可能导致原始黑洞的形成。
2021-03-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Higgs-Inflaton Mixing and Vacuum Stability
四次和三线性的希格斯场耦合到一个额外的实标量是重整化,规范和洛伦兹不变。因此,一般来说,在量子场论中,希格斯粒子和暴胀子之间会有这样的耦合。特别是,三线性耦合(经常被忽略)的动机是需要在膨胀后重新加热宇宙,从而使暴胀子衰变为标准模型(SM)粒子。这种耦合必然导致希格斯-暴胀子混合,这可以通过增加希格斯自耦合来稳定电弱真空。我们发现三线耦合的暴胀约束是弱的,这样的希格斯暴胀子混合到一阶是允许的,使其可访问的碰撞机。这意味着在大型强子对撞机上进行直接暴胀子搜索的可能性令人兴奋。
2017-11-28 astro-ph.CO 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
Light inflaton after LHC8 and WMAP9 results
我们更新了四次势和光暴胀的简单混沌暴胀模型的允许参数空间[Bezrukov,Gorbunov'2009],考虑到最近的宇宙学结果(SPT,ACT和WMAP的CMB观测)和粒子物理学(SM希格斯玻色子的LHC暗示)。暴胀子与重力的非最小(但很小)耦合对于拟合观测数据至关重要。暴胀子的质量超过300 MeV,可以在B介子两体衰变到K介子和暴胀子的B工厂中找到。暴胀子的寿命取决于模型的参数,导致暴胀子的各种签名:要么是一个丢失的能量,或从B介子衰变位置位移的顶点,或在三粒子衰变的Dalitz图中的共振。我们还讨论了暴胀子模型的nuMSM的实施,其中暴胀子可以负责生产的暗物质不育中微子在早期宇宙。
2013-03-18 astro-ph.CO hep-ph
What the inflaton might tell us about RHIC/LHC
高能物理中与重核碰撞实验(“小爆炸”)和早期宇宙学(“大爆炸”)有关的主题现象涉及量子场论描述的远离平衡态的动力学。其中一个例子是关于等离子体不稳定性在重离子碰撞热化过程中的作用。早期宇宙在暴胀后的再加热,可能会在一个速子或参量共振不稳定性之后表现出相当类似的现象。与非热不动点相关的某些普遍方面甚至在数量上也是一致的,从共同的角度考虑这些现象可能是富有成效的。
2008-11-26 astro-ph hep-lat hep-ph
Preheating in an Expanding Universe: Analytic Results for the Massless Case
分析结果预热在平坦和开放的混沌膨胀模型,为无质量的暴胀子衰减到进一步的暴胀子量子的情况下。它表明,在这两种情况下的预热非常相似,在闵可夫斯基时空。此外,预热空间平坦和开放的膨胀模型之间的定量差异仍然是为了$10^{-2}$的混沌膨胀的初始条件在这里考虑。
1997-04-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Light inflaton Hunter's Guide
我们研究了混沌暴胀模型的现实版本的现象学,它可以在粒子物理实验中充分和直接地探索。暴胀子通过标量势与标准模型的希格斯玻色子混合,模型中没有电弱标度以上的标度。暴胀子与希格斯粒子的耦合是早期宇宙再加热和粒子碰撞中暴胀子产生的原因。找到了轻暴胀子质量的允许范围:270 MeV<~ m_1 <~ 1.8GeV,并讨论了寻找暴胀子的方法。最有希望的是两体K介子和B介子衰变,其分支比分别为10^{-9}和10^{-6}。暴胀子是不稳定的,其寿命为10^{-9}--10 ^{-10} s。暴胀子衰变可以在束靶实验中寻找,根据暴胀子的质量,现代高强度束每年可以产生数十亿到数千万个暴胀子。
2010-07-07 astro-ph.CO hep-ph
Warm Little Inflaton becomes Cold Dark Matter
我们提出了一个模型,在那里的暴胀子可以自然地占所有的暗物质在宇宙中的暖膨胀范式。特别是,我们表明,温暖的小Inflaton场景的对称性(i)避免大的热和辐射校正的标量势,(ii)允许足够强的耗散效应,以维持在膨胀过程中的辐射浴,成为占主导地位的慢滚制度结束时,和(iii)使一个稳定的暴胀子残余在后暴胀时代。后者表现为暗辐射,直到参数化之前的物质辐射平等,导致一个不可忽略的贡献的有效数量的相对论性自由度在核合成,成为宇宙中占主导地位的冷暗物质组成部分的暴胀子质量在$10^{-4}-10^{-1}$ eV范围。冷暗物质等曲率扰动,反相关的主要绝热组件,提供了一个吸烟枪,这种情况下,可以在不久的将来进行测试。
2019-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A common origin of two accelerating universes: inflation and dark energy
本研究通过构建暴胀子及其衰变规范玻色子对的量子理论,发现暴胀衰变的类快子质量修正可使暴胀子逃逸势阱,为早期暴胀与晚期暗能量加速提供共同起源机制,还识别出新型超辐射机制并与Dicke模型对比。
2025-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Right Handed Neutrino assisted Reheating with Gravitational Waves and Leptogenesis
Chung-Ang University(中央大学);Zewail City of Science and Technology(泽维尔科学技术城);Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
该研究探讨了通过引力波和重子不对称性生成机制,揭示右旋中微子辅助的非即时再加热过程中的宇宙学动态。
2025-12-31 astro-ph.HE hep-ph 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
Quantum tunneling in the early universe: Stable magnetic monopoles from metastable cosmic strings
提出通过早期宇宙亚稳态宇宙弦的量子隧穿衰变产生拓扑稳定磁单极子的新机制,确定了其质量范围及在IceCube、HLVK等探测器和引力波观测中的可探测参数空间。
2024-05-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Reheating the Universe After Multi-Field Inflation
我们详细研究了多场暴胀模型后的再加热(p),特别关注N-暴胀。我们考虑了各种不同的耦合之间的暴胀子和物质部门,包括四次和三线性相互作用与轻标量场。我们发现,多个振荡的暴胀子的存在下,参数共振效率低下的情况下的四次相互作用。此外,微扰过程不允许这种耦合的暴胀子完全衰变。为了恢复热大爆炸,我们必须考虑三线性耦合。在这种情况下,我们表明,强非微扰预热是可能的,通过多场快子共振。此外,后期的微扰效应确实允许凝聚体完全衰变。我们还研究了几个原型耦合的规范场的产生,发现三线性标量耦合类似的结果。在我们的分析过程中,我们发展了准周期马蒂厄方程的数学理论,这是单场暴胀后预热中熟悉的Floquet理论的多场推广。我们还详细阐述了经典暴胀子凝聚体的微扰衰变理论,它也适用于单场模型。
2010-05-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Stochastic Gravitational Waves from Post-inflationary Structure Formation
在暴胀之后,宇宙可能会经历一个由振荡的暴胀子凝聚支持的早期物质主导阶段。最初,凝聚体中的小波动在视界下的引力作用下增长,并可能坍缩形成非线性的“暴胀子晕”。它们的形成和随后的潮汐相互作用将产生引力波,导致目前宇宙中的随机背景。我们扩展了N体模拟模型的崩溃结构的生长和相互作用,计算产生的引力波发射。这种辐射的光谱是匹配的半分析估计的基础上崩溃的暴胀子晕和它们的潮汐演变。我们使用这种半解析的形式主义来推断频谱的情况下,早期的物质为主的阶段让位于热化宇宙的温度低至$100\,\mathrm{MeV}$,我们讨论了可能的实验机会,这个信号在膨胀模型中,热化发生后很长一段时间的通货膨胀已经完成。
2023-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Higgs-Inflaton Symbiosis, Cosmological Constant Problem and Superacceleration Phase of the Universe in Two Measures Field Theory with Spontaneously Broken Scale Invariance
本文在宇宙动力学的背景下研究了双测度场论(TMT)模型的标量扇区。标量扇区包括暴胀子场和希格斯\upsilon场。该模型具有规范和尺度不变性。后者是自发打破由于TMT动态的内在特征。在仅含暴胀子的模型中,在参数空间的不同区域,不需要对参数和初始条件进行微调,就可以产生以下不同的效应:a)解决旧的宇宙学常数问题的可能性:这是以S.温伯格在他的评论有关的问题,一个如何可以避免他的不去定理。b)没有任何微调的幂律暴胀可能以$ϕ$围绕宇宙学常数为零的状态的阻尼振荡结束。c)在某些参数区域,晚期宇宙中的状态方程w=p/ρ为w<-1,并且w渐进(t \to \infty)从下面接近-1。这种效果是在动作中没有任何外来术语的情况下实现的。在一个既有Higgs场又有\upsilon场的模型中,实现了类似于混合暴胀的情形,但又有本质的区别,例如:Higgs场在幂律暴胀结束后不久就跃迁到规范对称性破缺相< \upsilon >\neq 0;存在\upsilon的两个振荡状态,一个在膨胀结束前50 e折叠时围绕\upsilon =0,另一个-在过渡到一个规范对称性破缺阶段,标量暗能量密度接近零,没有微调;规范对称性崩溃实现没有快子质量项的行动。
2006-03-20 astro-ph gr-qc hep-ph
Baryogenesis and Primordial Black Hole Dark Matter from Heavy Metastable Particles
本研究提出利用重亚稳粒子引发的早期物质主导时代解释重子不对称与暗物质的方案,该时代促进原初黑洞形成以作为暗物质候选,粒子衰变则产生重子不对称,并以MSSM中的模场为例验证了方案可行性。
2022-12-21 astro-ph.CO 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