Constraints on Relaxion Windows
我们研究了弱尺度层次问题的弛豫解的低能现象。假设哈勃摩擦是负责耗散的弛豫能量,我们确定宇宙学弛豫窗口,对应的参数区域兼容的一个给定的值的可接受的通货膨胀$e$ -折叠。然后,我们讨论了各种观测约束的弛豫窗口,包括天体物理和宇宙学的考虑。我们发现,大多数的参数空间与弛豫质量$m_ϕ\gtrsim 100$ eV或弛豫衰减常数$f\lesssim 10^7$ GeV被排除在现有的限制。有一个有趣的参数区域与$m_ϕ\sim \,0.2-10$ GeV和$f\sim\, {\rm few}-200$ TeV,这是允许的现有的限制,但可以探讨很快通过未来的束流收集实验,如SHiP实验,或通过改进的EDM实验。
2017-01-02 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological relaxation and high scale inflation
我们研究了弛豫机制是否解决了希格斯层次结构问题,对高尺度的通货膨胀或高再加热温度。为了实现这一机制,我们考虑了希格斯真空期望值在暴胀后确定的情况。我们考虑了哈勃诱导质量和热质量对弛豫动力学的影响。
2016-07-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Dynamical Weak Scale from Inflation
在暴胀过程中,类轴子粒子对希格斯质量的动态扫描可能提供一个宇宙学的组成部分来解释部分的层次问题。我们提出了一种新的相互作用,这种宇宙学的弛豫机制与通货膨胀,希格斯真空期望值附近的弱规模的反作用导致通货膨胀结束。当哈勃下降时,弛豫子的耗散摩擦相对于哈勃增加,并使其减慢到足以被其周期势的屏障捕获。这样一个方案将理论的自然截止值提高到$\sim 10^{10}$ GeV,同时保持最小的弛豫扇区,而不必引入额外的扫描标量或碰巧接近弱标度的新物理。
2017-08-25 astro-ph.CO hep-ph
A possible interpretation of the Higgs mass by the cosmological attractive relaxion
最近,人们提出了一种新的想法,通过宇宙学暴胀和轴子周期势来放松电弱等级问题。在这里,我们进一步假设只需要吸引暴胀来解释希格斯玻色子玻色子的轻质量,而不需要轴子场的特定周期势。早期宇宙的引力暴胀使希格斯玻色子的质量从早期宇宙的大值下降到现在的小值,希格斯质量是宇宙的一个演化参数。因此,小希格斯质量可以从技术上起源于宇宙学演化,而不是动力学对称或人择学。进一步,我们研究了未来轻子对撞机可能产生的碰撞信号或约束,以及μ子反常磁矩可能产生的约束。本文还讨论了一个具体的引力弛豫模型,该模型与Planck 2015年的数据一致.
2016-11-08 hep-ph
Relaxed Inflation
我们提出了一个有效的模型,其中暴胀子是一个弛豫扫描希格斯质量,并将其设置在弱标度。动力学包括一个很长的时期,其中通货膨胀是由于浅斜率的潜力,其次是几个e-折叠,由于通过非微扰规范玻色子生产耗散保持缓慢滚动。同样的规范玻色子产生一个强电场,通过施温格机制触发电子-正电子对的产生。这些粒子随后的热化提供了一种新的再加热机制。希格斯质量的弛豫发生在再加热之后,当暴胀子/弛豫停止在局部最小势时。我们认为,这种情况下可能会逃避现象学和天体物理学的界限,同时允许截止的有效模型接近普朗克尺度。这个框架提供了一个有趣的通货膨胀和层次问题之间的联系。
2017-06-01 astro-ph.CO hep-ph
Dynamics of Relaxed Inflation
电弱尺度的宇宙学弛豫被认为是解决标准模型层次问题的一种机制。一个场,即弛豫子,会降低它的势,并在此过程中扫描希格斯粒子的平方质量参数,使其弛豫到一个参数上很小的值。在这项工作中,我们促进了弛豫的暴胀。我们把它耦合到阿贝尔规范玻色子,从而引入必要的耗散机制,在最后阶段减慢场。我们描述了一种新的再加热机制,它依赖于规范玻色子生产导致强电磁场,并通过真空生产的电子-正电子对通过施温格效应进行。我们把这种机制称为Schwinger再加热。我们讨论了该模型的宇宙学动力学以及来自CMB和其他实验的唯象约束。我们发现,截止接近普朗克尺度可以实现。在其最小形式,该模型不产生足够的曲率扰动和额外的成分,如曲率场,是必要的。
2018-02-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stochastic inflation with an extremely large number of $e$-folds
我们提出了一类单场慢卷暴胀模型,其中典型的$e$折叠数可以非常大。其关键是在山顶暴胀模型的势顶附近引入一个非常浅的局部极小值。特别是,一个典型的数量的$e$ -折叠增强,如果经典的行为占主导地位的局部最小值,使暴胀子概率分布漂移到局部最小值作为一个整体。当暴胀子由于随机动力学的作用而逃离局部极小值后,随之而来的是普通的慢卷暴胀,它可以产生与观测一致的原始密度扰动。有趣的是,我们的场景继承了新旧暴胀的优点:典型的$e$ -折叠可以像旧暴胀中一样非常大,而慢卷暴胀自然会像新暴胀中一样跟随随机机制。在我们的数值例子中,$e$ -折叠的典型数目可以大到$10^{10^{10}}$,这对于各种光标量(如QCD轴子)来说足够大,可以达到Bunch-Davies分布。
2019-12-07 astro-ph.CO hep-ph
Stochastic Approach to Flat Direction during Inflation
我们重新审视了暴胀期间平坦和非平坦方向系统的时间演化。为了在分析中考虑量子噪声的影响,我们基于随机形式,数值求解耦合朗之万方程。我们专注于一类模型,其中树级哈勃引起的质量不产生。虽然非平坦方向原则上可以阻止平坦方向方差的增长,但非平坦方向的有效质量抑制了这种阻塞效应。我们发现,在暴胀过程中的平坦方向的命运是由单圈辐射校正和不可重正化的条款,通常认为,如果我们删除的零点波动的噪声项。
2012-08-29 astro-ph.CO 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
Composite Hybrid Inflation : Primordial Black Holes and Stochastic Gravitational Waves
Sorbonne Université(索邦大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Yonsei University(延世大学);Université Claude Bernard Lyon 1(里昂第一大学);IP2I(伊恩·皮埃尔·加朗物理研究所);University of Johannesburg(约翰内斯堡大学);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等研究院);Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe(卡弗里宇宙物理学和数学研究所);The University of Tokyo(东京大学);Tongji University(同济大学)
研究复合混合膨胀中原始黑洞和随机引力波的产生,通过有效奇性拉格朗日量分析行走动力学,揭示原始黑洞和引力波的生成机制及限制条件。
2026-03-23 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting the stochastic QCD axion window: departure from equilibrium during inflation
本文重新审视QCD轴子作为暗物质的随机窗口,发现轴子在暴胀期间偏离平衡分布,从而修正了可行的参数范围。
2024-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Stochastic Baryogenesis
利用多场随机方法,研究了在弱破缺的整体$U(1)$对称性作用下的标量场暴胀过程中的真空期望值(VEV),该对称性可以起重子数或轻子数的作用,也可以起暗重子数的作用,或者是三者的组合.即使对于CP不变的拉格朗日量,暴胀VEV的随机分布一般自发地破坏CP,允许通过阿弗莱克-戴恩机制成功的重子生成。对于膨胀过程中的Hubble标度$H_\ast$高达$10^{13}$ GeV,我们证明了随机初始条件下带电标量的后膨胀弛豫可以解释观测到的重子不对称性,并且等曲率约束有利于$H_\ast$量级的带电标量质量.
2021-02-04 astro-ph.CO hep-ph
Stochastic evolution of scalar fields with continuous symmetries during inflation
该研究揭示暴胀期间具连续对称性的标量场真空期望值演化与场空间维数相关,大表示场的真空期望值更大且收敛更快,考虑希格斯多重态全自由度可收紧暴胀尺度对希格斯稳定性的约束。
2020-06-30 astro-ph.CO hep-ph
Non-perturbative approach for curvature perturbations in stochastic-$δN$ formalism
在我们的前一篇文章中,我们提出了一种新的算法,用随机方法计算暴胀宇宙中曲率扰动的功率谱。由于该算法不需要对暴胀子场进行超视界尺度的微扰展开,因此即使在高度随机的情况下也有效。例如,当曲率扰动非常大或曲率扰动的非高斯性相当大时,扰动展开可能会崩溃,但我们的算法能够计算曲率扰动。本文将其应用于两个著名的通货膨胀模型,混沌和混合通货膨胀。特别是对于混合暴胀,虽然势在临界点附近非常平坦,标准的微扰计算是有问题的,我们成功地计算了曲率微扰。
2014-08-09 astro-ph.CO hep-ph
More fields are different: Stochastic view of multi-field inflationary scenario
该研究从随机视角探讨多场暴胀,发现小噪声区域下场的数量决定暴胀终止与否,极多场的暴胀或无法形成可观测宇宙,揭示场数量对暴胀结局的关键影响。
2025-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic Effects in Hybrid Inflation
混合暴胀是一种两场模型,其中暴胀由于不稳定性而结束。在不稳定点附近,势是非常平坦的,量子涨落支配着暴胀子和瀑布场的经典运动。在这篇文章中,我们研究这个政权的框架下随机通货膨胀。我们数值求解两个耦合的朗之万方程控制的领域的演变和计算的概率分布的e-折叠的总数和通货膨胀的出口点。然后,我们讨论了我们的结果的物理后果,特别是量子扩散如何影响可观察的混合通货膨胀的预测的问题。
2012-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Failure of the stochastic approach to inflation beyond slow-roll
在给出一个教学回顾后,我们澄清,通货膨胀的随机方法一般是可靠的,只有在零阶(几何)慢滚参数$ε_1$当且仅当$ε_2^2\ll 6/ε_1$,与慢滚显着的例外。这是由于随机$ΔN$形式主义在其标准公式中的失败。然而,通过保持形式主义在其有效性的制度,我们表明,在超慢滚,随机方法的通货膨胀再现的功率谱计算的线性理论的方法。
2019-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussian tails without stochastic inflation
本文证明超慢滚暴胀中曲率扰动的非高斯尾部可由δN形式论产生,无需随机暴胀,且考虑动量扰动后两种方法高度一致,尾部形状依赖暴胀相空间。
2024-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
STOLAS: STOchastic LAttice Simulation of cosmic inflation
本文开发了宇宙暴胀的STOLAS C++程序包,基于stochastic-δN形式主义直接计算曲率扰动三维图,验证了与标准微扰理论的一致性,并利用重要性采样成功实现了原初黑洞丰度的非微观数值采样。
2024-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic isocurvature constraints for axion dark matter with high-scale inflation
轴子是最有动机的暗物质候选者之一。它们在早期宇宙中由真空失准机制产生,引起等曲率扰动,这受到宇宙微波背景测量的限制。在本文中,我们计算的轴子等曲率功率谱使用谱展开的随机Starobinsky-Yokoyama形式主义,它捕捉非线性效应的轴子动力学。与大多数现有的文献相比,我们专注于高通货膨胀哈勃率的顺序$10^{13}~{\rm GeV}$,并证明,有一个重要的窗口中,轴子可以占全部或部分的暗物质丰度不违反等曲率界限或张量模式界限。至关重要的是,我们发现,等曲率谱占主导地位的非微扰的贡献,在这个窗口的很大一部分。因此,通常使用的线性近似在该区域是不可靠的,使得随机方法必不可少。
2021-07-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Quantum correction to the diffusion term in stochastic inflation from composite-operator matching in Soft de Sitter Effective Theory
Technische Universität München(慕尼黑工业大学);CERN(欧洲核子研究组织);Universidad de Granada(格拉纳达大学)
本文通过复合算符匹配在软德西特有效理论中,首次确定了随机膨胀扩散项的二次修正,研究了算符混合和重整化方法。
2026-04-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A new algorithm for calculating the curvature perturbations in stochastic inflation
我们提出了一种新的方法来计算曲率扰动过程中产生的通货膨胀的随机形式主义。在我们的形式主义中,e-折叠的波动是直接计算的,没有微扰膨胀的暴胀子场,它们连接到曲率扰动的$δN$形式主义。结果自动地包括高阶扰动的贡献,因为我们非微扰地求解运动方程。本文从理论上证明了我们的结果(功率谱和非线性参数)与单场慢卷暴胀的标准结果是一致的。我们还描述了更一般的暴胀模型中曲率扰动的数值计算算法。
2013-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multifield Stochastic Dynamics in GUT Hybrid Inflation and Gravitational Wave Signatures of GUT Higgs Representation
本研究在GUT框架下研究混合暴胀的多场随机动力学,发现水瀑场相变附近的量子涨落可产生可观测引力波且不造成原初黑洞过产,其振幅与水瀑场自由度成反比,为探测GUT希格斯表示提供新途径。
2024-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic formalism for U(1) gauge fields in axion inflation
本文为暴胀中与赝标量场 Chern-Simons 耦合的 U(1) 规范场建立随机形式体系,推导 Langevin 方程,数值模拟显示 Hubble 尺度平均场方向连续变化、振幅围绕解析期望值波动,且各向同性在全局平均下保持。
2023-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Correlation Functions in Stochastic Inflation
结合随机和$δN$形式,我们推导出了单场慢卷暴胀中标量微扰的所有关联函数的非微扰解析表达式。标准的,经典的公式恢复为鞍点限制的全部结果。这就产生了一个经典性准则,表明只有当势函数是次普朗克势函数并且不太平坦时,随机效应才是小的。鞍点近似也提供了一个扩展计划,用于计算随机修正的可观测量扰动在这个政权。在相反的制度,我们表明,一个强大的抑制功率谱一般获得,并评论这种效果的物理意义。
2016-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Time-reversed stochastic inflation in the quantum well
University of Louvain(鲁汶大学);Saga University(佐贺大学);Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, ENS, CNRS, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité(巴黎高等师范学院物理实验室,ENS,法国国家科学研究中心,PSL大学,索邦大学,巴黎西岱大学)
本文通过精确求解平坦有界势(量子阱)中的时间反演随机暴胀,发现场行为要么与半无限平坦势无法区分,要么受增强随机性支配而抹去初始状态记忆,并推导出曲率扰动分布在大扰动时呈现指数尾部,其衰减速度是标准正向随机暴胀的两倍。
2026-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic dynamics of multi-waterfall hybrid inflation and formation of primordial black holes
本研究针对单瀑布场混合暴胀难以自然形成天体物理尺度原初黑洞的问题,通过追踪多瀑布场随机动力学,提出约5个瀑布场的混合暴胀模型可形成符合观测的原初黑洞,且伴随可观测引力波信号。
2023-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Time-reversed Stochastic Inflation
University of Louvain(鲁汶大学)
本文提出反向随机膨胀方法,通过反向福克-普朗克方程非微扰地推导量子时期内场值的概率分布,并推导出曲率涨落的新精确公式。
2025-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic Inflation in Compact Extra Dimensions
当暴胀子场沿着经典的慢滚轨道沿着势向下移动时,它会受到量子跳跃的影响,随机地沿着势向上或向下移动。在“随机暴胀”中,这些量子跳跃的影响是通过平滑(至少)哈勃补丁大小的域上的场并将较小尺度上的波动视为噪声来建模的。暴胀子因此成为一个随机过程,其在给定时间的值是使用其概率分布计算的。我们推广这种方法的非正则动力学项的狄拉克Born Infeld(DBI)型,并调查由此产生的修改字段的轨迹。由于DBI暴胀模型产生于弦启发的场景中,其中标量场具有几何解释,我们坚持认为模型的弦起源所施加的场值限制必须在量子水平上得到尊重。
2010-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic Inflation at NNLO
随机暴胀是理解de Sitter空间物理和暴胀现象学的一个重要框架。在领先近似中,这种方法导致福克-普朗克方程,该方程计算作为时间函数的光标量场的概率分布。尽管它的成功,量子场论的起源和这个方程的有效性范围仍然难以捉摸,建立一个形式主义,系统地纳入高阶效应一直是一个积极的研究领域。本文利用软德西特有效理论(SdSET)计算了随机暴胀的次-次-首阶(NNLO)修正。在这种有效的描述中,随机暴胀表现为复合算子的重整化群演化。非高斯量子涨落的主要影响出现在NNLO,这是第一次在这里提出的,我们从SdSET内的两个循环的反常尺寸计算得出这项的系数。我们解决由此产生的方程,以确定NNLO平衡分布和低的松弛本征值。在这个过程中,我们必须在单循环顺序下将UV理论与SdSET匹配,这提供了一个非平凡的确认,即威尔逊系数校正和对初始条件的贡献的分离持续超过树级。此外,这些结果说明如何天真因式分解的时间和动量积分在SdSET不再持有对数发散的存在。正是这些效应最终导致了产生随机暴胀的重整化群流。
2021-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multiple Fields in Stochastic Inflation
研究了多场暴胀情景中的随机效应。本文导出了一类扩散方程,其解给出了暴胀$e$ -折叠数的矩。在多维场空间中求解由此产生的偏微分方程比单场情况更具挑战性。一些易处理的例子进行了讨论,这表明字段的数量是,在一般情况下,一个关键参数。例如,当存在两个以上的场时,探索任意大的势场区域的概率变得非零,否则单场动力学无法到达。在某些构型中,这会产生无限平均数目的$e$折叠,而与初始条件无关。与单场情况的另一个区别是,多场随机效应即使在次普朗克能量下也可能很大。这为探测暴胀动力学中的量子效应开辟了有趣的新可能性,因为$e$ -折叠数的矩可以用来计算随机- $δN$形式主义中原始密度扰动的分布。
2016-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic inflation from quantum field theory and the parametric dependence of the effective noise amplitude
长波宇宙学涨落的非线性动力学可以用一个有效的经典但随机的演化方程来描述。随机噪声代表短波长模式,不断红移到长波长域。有效的演化可以从扩展背景下的第一原理量子场论中推导出来,通过一系列需要额外审查的近似。我们进行这样的分析,把特别强调的随机噪声的振幅,这最终决定了宇宙学的相关性,并提供了一个非微扰IR调节器的动态。
2022-02-22 hep-ph
Multifield stochastic inflation: Relevance of number of fields in statistical moments
Saga University(佐贺大学)
研究多场随机膨胀中场数对统计矩的影响,推导出任意高阶统计矩的通用公式,并讨论了场数对膨胀终止的理论限制。
2026-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting stochastic inflation with perturbation theory
Universidad de Chile(智利大学);Chulalongkorn University(朱拉隆功大学);National Astronomical Research Institute of Thailand(泰国国家天文研究所)
本文重新审视随机膨胀与微扰理论的关系,揭示标准处理实际上忽略了超长波长模式,并通过微扰理论量化其对Langevin和Fokker-Planck方程的修正。
2026-07-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Large-Scale Suppression from Stochastic Inflation
我们非微扰地证明了de Sitter时空中自相互作用标量场的功率谱在大尺度上受到强烈的抑制。截止尺度取决于自耦合的强度、准de Sitter演化的e折叠数及其膨胀率。因此,场涨落的两点关联函数没有红外发散。
2011-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic inflation at all order in slow-roll parameters: foundations
在本文中,我们发展的形式主义的随机方法,以通货膨胀在所有顺序慢卷参数。这是通过将动量和哈密顿约束纳入随机方程来完成的。然后,我们专注于广泛使用的Starobinski近似,其中IR和UV模式之间的相互作用被忽略。我们表明,只要这种近似,没有显着的偏差时,观察到比较两点关联函数(功率谱)计算的随机方法,计算的QFT方法的线性理论。作为一个副产品,我们认为:a)基于Starobinski近似的方法,一般来说,不捕捉量子标量引力系统的任何回路效应; b)相关函数只能在线性理论体系中计算,因此,在这种近似中不能提取非微扰统计,正如通常所说的那样。
2022-01-10 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
Critical Number of Fields in Stochastic Inflation
在一般的情况下,通货膨胀与多个领域的随机效应进行了研究。首次通过时间技术被用来计算暴胀$e$ -折叠数的统计矩,这些统计矩通过随机$δN$形式主义产生原始曲率扰动的所有关联函数。字段的数量是一个关键参数。当有两个以上的场驱动暴胀时,探索任意大的势场区域的概率变得不为零。$e$ -折叠的平均数可以是无限的,这取决于场的数量;对于平台电位,即使有一个场也会发生这种情况。在这种情况下,曲率扰动的关联函数是无穷大的。然而,如果在大能量或场值下添加反射(或吸收)壁,则它们可以被正则化。结果被发现是独立的壁的确切位置,因此,这个过程是定义良好的广泛的截止,高于或低于普朗克尺度。最后,我们表明,与单场设置,多场模型可以产生大的随机校正,即使在次普朗克能量,打开有趣的前景探测宇宙学波动的量子效应。
2017-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Open EFTs, IR Effects and Late-Time Resummations: Systematic Corrections in Stochastic Inflation
虽然简单的暴胀模型很好地描述了宇宙微波背景,但它们的修正经常受到红外效应的困扰,这阻碍了对后期行为的可靠计算。我们适应宇宙学工具,旨在解决其他物理系统中的类似问题,目标是做出可靠的后期暴胀预测。主要的工具是开放式EFT,它在通货膨胀的情况下减少到随机通货膨胀加上可计算的修正。我们将其应用于一个简单的通货膨胀模型,该模型足够复杂,具有危险的IR行为,但又足够简单,可以推断后期行为。我们发现标准的随机通货膨胀预测的噪声和漂移的修正,我们发现这些修正确保这两个数量的IR有限性。超哈勃场涨落的后期概率分布${\cal P}(ϕ)$是噪声和漂移的函数,因此它们也是IR有限的。我们比较我们的结果与其他方法(如大型$N$模型),发现他们同意时,这些模型是可靠的。在所有情况下,我们可以详细探索,我们发现IR长期效应描述了小扰动的缓慢积累,以产生大的影响:场的后期概率分布的显着扭曲。但是,与此相关的能量密度在后期仅为$H^4$量级,因此{ \em not}会产生剧烈的引力反作用。
2015-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
SWIM: Stochastic Warm Inflation Module to generate and analyse Warm Inflationary power spectrum
Ashoka University(阿肖卡大学)
本文提出SWIM模块,通过C++和Python实现,能够生成暖膨胀标量功率谱并结合Cobaya进行参数约束,提升暖膨胀模型分析效率。
2026-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can Back-Reaction Prevent Eternal Inflation?
研究了长波长涨落的反作用对随机暴胀的影响。在幂律暴胀和Starobinsky暴胀的情况下,这些效应太弱,无法终止暴胀子场的随机增长。然而,在循环Ekpyrotic方案的情况下,反反应的影响,防止无限增长的标量场。
2015-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic inflation and primordial black holes
在暴胀期间,真空量子涨落被放大并延伸到天体物理距离。它们引起了宇宙微波背景(CMB)温度和极化的波动,以及我们宇宙中的大尺度结构。它们还可以触发原始黑洞(PBH)的形成。这些天体可能是最近发现的黑洞合并的祖先,并构成部分或全部的暗物质。他们的观察将为不受资本市场管理局限制的通货膨胀部门提供宝贵的机会。由于PBH的形成需要很大的不均匀性,它们是在量子涨落大大改变宇宙动力学的情况下产生的。在这篇论文中,这种“反反应”效应是使用随机暴胀形式主义,暴胀过程中的量子场的长波长的一个有效的理论,它可以在一个经典的,但随机的方式来描述,一旦小波长已被集成了。它描述了一个膨胀的背景,当真空量子涨落被拉伸到很大的距离时,它会被随机修正。在简要回顾了随机暴胀形式主义,我们解释了它如何可以与宇宙学扰动理论的标准技术($δN$形式主义)相结合,以提供完整的概率密度函数的曲率微扰的存在下,非微扰量子扩散。然后将这些结果应用于PBH,在那里我们表明,量子扩散可以改变几个数量级的预期丰度。最后,由于暴胀模型引起的宇宙学相关的PBH往往具有违反慢滚,随机$δN$形式主义推广到非慢滚动力学。最后,我们强调了几个研究方向,仍有待探索。
2022-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Friction in Stochastic Inflation
University of Louvain(鲁汶大学)
通过求解半无限平坦势中带恒定漂移项的时间反演随机暴胀,推导出曲率涨落的精确概率分布,发现指数衰减尾部,并与无摩擦时的Levy幂律行为对比,揭示了漂移对随机δN形式论的规范作用。
2026-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Reliability of the Langevin Pertubative Solution in Stochastic Inflation
给出并讨论了随机暴胀Langevin方程微扰展开式的可靠性估计方法。该方法适用于各种通货膨胀的情况下,大字段,小字段和运行质量模型。它表明,微扰方法是更可靠的比可以天真地怀疑,在一般情况下,只有在通货膨胀的最后崩溃。
2005-11-29 astro-ph gr-qc hep-ph
A New Theory of Stochastic Inflation
随机暴胀程序是理解量子标量场驱动暴胀相的动力学的框架。虽然被广泛使用和接受,但近年来对这一理论提出了严重的批评。在本文中,我将提出一个新的随机通货膨胀理论,它避免了传统方法的问题。具体来说,该理论可以解决量子到经典的过渡问题,并且它将被证明可以大大缓解困扰暴胀理论的微调约束。
1996-11-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Does Anisotropic "Inflation" Produce a Small Statistical Anisotropy?
各向异性暴胀是一个有趣的U(1)规范场模型,它预言了由参数$g_*$表征的曲率微扰的统计各向异性。然而,我们发现由于随机效应的存在,背景规范场并不遵循经典吸引子解。我们开发的随机形式主义的向量场和解决朗之万和福克-普朗克方程。结果表明,该模型被排除的CMB约束$g_*\le 10^{-2}$与高概率约$99.999\%$。
2017-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes and gravitational waves from dissipation during inflation
研究暴胀期间瞬态耗散阶段通过随机热噪声增强曲率功率谱产生局域峰,进而形成大量原初黑洞,并推导二阶微扰下诱导的引力波随机背景能量密度的完整表达式与数值估计。
2024-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic-tail of the curvature perturbation in 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)
研究混合通胀中曲率扰动的随机尾部行为,发现通过微调势能项可显著降低扰动上限,从而抑制原始黑洞形成,并引入S_U分布用于PDF拟合。
2026-02-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Solving Stochastic Inflation for Arbitrary Potentials
本文提出了一种微扰法求解存在反反应的暴胀宇宙学朗之万方程。在高斯近似下,该方法允许显式计算任意势的暴胀子场的概率分布,考虑或不考虑体积效应。微扰方法,然后应用到各种具体的模型,即大场,小场,混合和运行质量膨胀。得到了这些模型中暴胀子场随机行为的新结果。特别是,它被证实,随机效应可以是重要的,在新的通货膨胀,而它被证明是可以忽略的(真空主导)混合通货膨胀。随机运行的质量膨胀的情况下,讨论了一些细节,有人认为,量子效应模糊了这个模型的四个经典版本之间的区别。它也表明,自我再生制度可能是重要的,在这种情况下。
2005-11-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial black holes and stochastic inflation beyond slow roll: I -- noise matrix elements
本研究针对需打破慢滚条件的原初黑洞形成单场暴胀场景,拓展随机暴胀形式体系,解析与数值计算了暴胀子势的噪声矩阵元,揭示超慢滚转变下噪声的演化规律,为准确计算扰动分布与原初黑洞丰度提供关键基础。
2023-08-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic Quantum Gravitational Inflation
在暴胀显式微扰计算的量子场论,其中包含无质量,非共形领域表现出长期的影响,增长的幂的对数的通货膨胀的比例因子。斯塔罗宾斯基的随机暴胀技术不仅再现了微扰理论中每一阶的主要红外线跃迁,有时还可以将其相加,揭示当暴胀进行得如此之久,以至于大的跃迁超过甚至非常小的耦合常数时会发生什么。因此,它是重整化群对量子场论的紫外线谱所做的宇宙学模拟,将这种技术推广到量子引力是一个非常重要的问题。有两个显着的差异之间的重力和标量模型的随机配方到目前为止已经给出:衍生的相互作用和约束场的存在。我们在两个简单的标量模型中使用显式微扰计算来推断一组具有这些特征的随机制定理论的规则。
2005-07-28 astro-ph gr-qc hep-ph
Revisiting Magnetogenesis during Inflation
通过考虑电磁扰动随机噪声的动力学,我们重新审视了暴胀过程中的原始磁生机制。我们得到相关的朗之万和福克-普朗克方程的电磁场,并解决他们的解析。结果表明,虽然电场能量密度的反作用可能过早破坏通货膨胀,但也有通常的衰减行为的磁场的参数空间的区域被随机动力学的均值回复过程所取代。结果,磁场稳定到平衡态,其幅度明显大于在没有随机噪声的情况下获得的幅度。结果表明,在控制电场扰动的反作用的同时,可以产生当前时间振幅为$\sim 10^{-13}$高斯、相干长度为${\rm Mpc}$的磁场.
2020-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
On the factor ordering problem in stochastic inflation
暴胀的随机方法由于时间变量的任意选择和相应的福克-普朗克方程中因子排序的选择而具有模糊性。在这里,它表明,这两个模糊性可以被删除,如果我们要求的因子排序应该设置在这样一种方式,物理结果是不变的时间reparametrizations。该要求唯一地选择所谓的Ito因子排序。额外的模糊性与非平凡的动力学项的标量场进行了讨论,以及约束这些模糊性的方式。
1999-02-01 gr-qc hep-ph hep-th