Nonlinear dynamics of oscillons and transients during preheating after single field inflation
针对单场暴胀后的预热过程,研究α-吸引子模型和单值化模型中的非线性结构,通过弗洛凯分析和(3+1)维格点模拟,发现小场参数n对非线性动力学影响显著,大场参数q影响可忽略。
2025-04-01 astro-ph.CO gr-qc
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
Self-resonance preheating in deformed attractor models: oscillon formation and evolution
Nanchang University(南昌大学);Lanzhou University(兰州大学)
研究变形α吸引子T模型中自共振预热过程,发现振子形成与演化受潜在特征参数影响,揭示了潜在特征在预热动态和宇宙学影响中的重要作用。
2026-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Preheating and oscillon formation in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet gravity
Queen Mary University of London(伦敦大学玛丽女王学院);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
研究高阶导数修正对标量场振荡子形成的影响,发现强耦合时有效场论在形成期失效,但振荡子稳定后修正可控。
2026-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
What can we learn from the stochastic gravitational wave background produced by oscillons?
随机的引力波(GW)背景为研究极早期宇宙的物理学提供了一个迷人的窗口。除了在暴胀期间产生的几乎尺度不变的原始GW谱之外,通常在暴胀之后的预热阶段期间(或在较低能量的一些其他相变之后)产生具有更丰富结构的谱。这就提出了一个问题,即在预热过程中,人们可以从未来对随机引力波背景谱的观测中了解到什么。最近,它已被证明,在预热非微扰准稳定的对象,如介子可以作为GW的强源,导致的特征,如在频谱中的明显的峰值。在本文中,我们研究了GW生产的半解析技术,从超导体。特别地,我们讨论了GW谱是如何被影响的参数,给定的介子系统,例如由背景宇宙学,的不对称性的介子和数量密度的演变的介子。我们比较我们的半解析结果与数值晶格模拟的山顶通货膨胀模型和KKLT的情况下,强烈不同的一些这些特性,并找到非常好的协议。
2017-12-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from oscillons after inflation
我们调查的引力波的生产过程中的预热膨胀后,在常见的情况下,场电位是不对称的最低。特别是,我们研究的影响,相对较长的寿命和空间局部区域的一个标量场(如暴胀子)振荡幅度大。相反,以前的研究,认为是一个对称的潜力,我们发现,在非对称的潜力与相变的引力子可以产生一个明显的峰值在引力波的频谱,大大超过了线性预热频谱。我们讨论了这种增强的引力波振幅的可能影响。例如,对于低尺度暴胀模型,来自中微子的贡献可以大大增强当前和未来引力波探测器的观测前景。
2018-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Production of gravitational waves during preheating in the Starobinsky inflationary model
本文用格点模拟方法研究了具有非最小耦合辅助标量场的Starobinsky模型在预热过程中巨阱的产生。我们发现,随着耦合参数$ξ$的绝对值的增加,GW谱$Ω_{\rm gw}$快速增长。这是因为随着$|ξ|$的增加,共振带变宽。当$ξ<0$时,一旦膨胀结束,$Ω_{\rm gw}$就开始增长,并且比$ξ>0$的情况增长得更快。$Ω_{\rm gw}$在$ξ=-20$达到最大值(对于$ξ>0$的情况为$ξ=42$),然后以轻微的振荡下降。此外,我们发现,在预热时代产生的GW满足普朗克和下一代CMB实验的限制。
2020-07-05 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary Reheating to Preheating - A Personal Account
McGill University(麦吉尔大学);University of Massachusetts, Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校)
本文通过个人经历回顾了暴胀宇宙学中预加热阶段的起源,并探讨了相关不稳定性机制在宇宙学中的广泛应用。
2026-02-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Numerical study of inflationary preheating with arbitrary power-law potential and a realization of curvaton mechanism
在暴胀预热期间,暴胀子场中储存的能量迅速转化为其他熵场的激发。这一阶段的特点是由于参数共振而产生指数粒子,并且众所周知难以使用解析方法进行分析。我们发展了一个详细的数值模拟来研究暴胀子的潜力是一个幂律函数与任意的幂指数时的暴胀预热。为了实现一个成功的优雅退出从一个原始的暴胀阶段到一个平滑的,振荡的阶段,在预热过程中,我们假设暴胀子潜力减少到一个二次函数的红外制度,这可能被视为在低能量尺度的质量项。通过这种简化,我们的数值方法可以应用于非常规的混沌暴胀模型。为了证明其有效性,我们数值分析了受弦论启发的轴单值暴胀的预热阶段。通过微扰分析,我们的结果表明,原初曲率微扰的功率谱可以由熵场的涨落而不是暴胀子的涨落所支配,这可以看作是曲率机制通过预热过程的一种特殊实现.
2018-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black hole production during preheating in a chaotic inflationary model
本文讨论了混沌暴胀模型预热过程中原初黑洞的产生。所有相关的运动方程数值求解的修改版本的HLattice,然后我们计算的质量方差,以确定在预热过程中的结构形成。结果发现,生产的PBH可以是一个通用的结果模型,即使结果似乎是敏感的平滑尺度的值。我们认为,生产过剩的PBH,可能会发现一些压力之间的通货膨胀预热模型和观测的约束。
2013-08-06 astro-ph.CO
Gravitational wave spectra from oscillon formation after inflation
本文系统地研究了具有介子支持势的单场暴胀的预热行为。我们计算了发射的引力波的性质和产生的引力子的数密度和特性。通过对各种潜在类型进行数值模拟,我们将分析的潜力分为两个家庭,每个家庭都包含不同的大或小场依赖的潜力。我们发现,所发射的GW频谱的形状和振幅具有普遍的功能,与周围的物理波数$k/a \sim m$在暴胀子振荡周期的峰值,不管确切的潜在的形状。这可以作为一个吸烟枪推断存在一个激烈的预热阶段和可能的膨胀后的电子形成。尽管这种明显的普遍性,我们发现在两个潜在的家庭之间的发射GW光谱的形状的差异,导致它们之间的区别功能。特别是,所有的潜力显示出现的两个峰值结构的GW频谱中,出现在时间的介子形成。然而,表现出有效的参数共振的电位倾向于模糊这种结构,并且在模拟结束时,GW谱表现出单个宽峰。我们进一步计算每个潜在的产生的光子的属性,找到稳定的光子和瞬态超密度的数量密度和大小分布的差异。我们进行了线性波动分析,并使用Floquet图表与我们的模拟结果的结构参数共振。我们发现,标量扰动的增长率和相关的介子形成时间是敏感的小场势的形状,而宏观物理性质的介子(如总数)依赖于大场势的形状。
2020-11-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dependence of the amplitude of gravitational waves from preheating on the inflationary energy scale
随机引力波背景(SGWBs)越来越受到人们的关注,并为直接探测早期宇宙提供了新的可能性。在暴胀末期的预热过程中,参量共振可以产生大的能量密度扰动,有效地产生携带暴胀独特信息的引力波。由于这样的GW的峰值频率近似正比于暴胀的能量标度,$Λ_{\mathrm{inf}}$,从预热的GW预计将被观察到的干涉仪GW探测器在低尺度暴胀模型。我们调查的振幅的依赖性,这些GWs的$Λ_{\mathrm{inf}}$,并发现,目前的能量谱不依赖于$Λ_{\mathrm{inf}}$只有在$Λ_{\mathrm{inf}}$的情况下是高于一个临界值$Λ_{c}$,一个参数取决于共振强度。我们在线性近似下用数值方法得到了模型参数的$Λ_{c}$,并进行了晶格模拟来验证这一结果。对于$Λ_{\mathrm{inf}}\lesssimΛ_{c}$,GW的幅度随着$Λ_{\mathrm{inf}}$而迅速减小,并且变得难以观察。进而,在干涉仪检测器中观察这样的GW也有助于确定预热期间的$Λ_{\mathrm{inf}}$和谐振强度。
2022-01-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ephemeral Oscillons in Scalar-Tensor Theories: The Higgs-like case
本文在Einstein-Cartan引力框架下研究非最小耦合暴胀场的暴胀后演化,通过3+1格点模拟发现Higgs类似场景中的振荡子因自相互作用而寿命较短,其辐射能迅速使宇宙进入辐射主导阶段,并给出了暴胀可观测量、引力波谱预测及加热阶段时长的上限。
2025-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflaton Fragmentation and Oscillon Formation in Three Dimensions
分析论证表明,一个大类的标量场潜力允许存在的孤子-伪稳定,非拓扑孤子-在三维空间。在本文中,我们数值探讨在三维中的介子解决方案。我们确认这些领域的配置作为解决方案的克莱因-戈登方程在不断扩大的背景下的存在,并验证阿明和Shirokoff的预测,为他们的模型的特点,个别的bronons。此外,我们证明了显着数量的的质子可以通过分裂的暴胀凝聚体,与阿明的分析相一致。这些突现的光子可以轻易地支配后暴胀宇宙。最后,分析和数值计算的结果都表明,中微子在比后暴胀哈勃时间更长的时间尺度上是稳定的。因此,后暴胀宇宙可以包含一个有效的物质主导的阶段,在此期间,它是由局部浓度的标量场物质。
2010-09-21 astro-ph.CO hep-ph 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
Formation and Decay of Oscillons in Einstein-Cartan Higgs Inflation
Departamento de Física Teórica and Instituto de Física de Partículas y del Cosmos (IPARCOS-UCM), Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学理论物理系与粒子与宇宙物理研究所(IPARCOS-UCM))
本文探讨了Einstein-Cartan引力框架下Higgs inflation的预热阶段,分析了非平衡演化及震荡子的形成与衰减机制,揭示其对宇宙热史和引力波的影响。
2026-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detectable Gravitational Wave Signals from Inflationary Preheating
我们考虑混合暴胀模型中预热过程中的引力波产生,其中类轴子瀑布场耦合到阿贝尔规范场。基于线性分析,我们发现来自这些模型的GW信号可以在各种可预见的GW实验(如LISA,AEDGE,ET和CE)的范围内,并且在频率范围和信号强度方面都接近LIGO A+。此外,所得到的GW信号是螺旋极化的,因此可以将其自身与随机GW背景的其他源区分开。最后,这样的模型可以产生原始的黑洞,这些黑洞可以组成暗物质,并导致GW探测器可以探测到的合并事件。
2021-12-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Enhanced Gravitational Waves from Inflaton Oscillons
本研究发现暴胀子碎裂形成的振荡子主导物质后快速衰变会显著增强原初引力波谱,这类低频引力波可被现有探测装置观测,为暴胀物理研究提供独立于CMB的新检验途径。
2023-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Post-inflationary preheating with weak coupling
在经典振荡外场背景下的粒子产生是描述暴胀后预热阶段的一个关键过程。对于暴胀子和物质场之间足够强的耦合,这个过程是已知的非微扰进行。在这种情况下,玻色子场的参数共振起着决定性的作用,费米子占据数的演化也是非微扰的。在闵可夫斯基空间中,即使在弱耦合的情况下,玻色子的参数共振和费米子的非微扰效应仍然存在。特别是,所产生的玻色子的能量密度将随时间呈指数增长。然而,在膨胀的宇宙中,情况完全不同。我们给出了一个简单的演示如何膨胀的宇宙的条件,特别是,红移的场模式,导致通常的微扰表达式的振荡暴胀子的情况下,弱耦合的粒子生产。我们得到的结果是相关的,并完全适用于Starobinsky模型的通货膨胀。
2015-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves from Oscillons with Cuspy Potentials
我们研究了暴胀子在暴胀后尖势最小值附近振荡时产生的引力波。我们发现,势能的尖点可以引发大量的强子形成,从而产生具有双峰的引力波特征能谱。这种双峰光谱的发现可以检验基本的暴胀物理学。
2018-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black hole formation from self-resonant preheating?
本文通过解析和格点计算,指出自共振预热中原初黑洞形成并非普遍结果,且非谐性导致的振荡子通常不坍缩为黑洞。
2025-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from oscillons in a generalized exponential plateau potential
Phenikaa Institute for Advanced Study, Phenikaa University(phenikaa大学先进研究院)
研究广义指数平台势暴胀模型中振荡子的形成与引力波产生,利用弗洛凯分析和poltergeist机制计算引力波谱,发现其信号处于吉赫兹频段,可约束模型参数空间。
2026-08-03 astro-ph.CO gr-qc
On the violent preheating in the mixed Higgs-$R^2$ inflationary model
有人认为,混合的Higgs- $R^2$模型是Higgs暴胀的紫外扩展,将其在真空中的截止尺度推高到接近普朗克尺度。在这封信中,我们研究了暴胀后的暴胀子振荡阶段,重点是希格斯场的相位方向的有效质量,它可以引起剧烈的预热过程。我们发现在混合Higgs- $R^2$模型中仍然出现了在Higgs暴胀中观察到的相位方向上的有效质量的“尖峰”。在只有希格斯粒子的情况下,尖峰出现在截止尺度以上,而当模型扩展为$R^2$项时,尖峰出现在截止尺度以下,尽管在剧烈粒子产生区,由于尖峰变得较温和,再加热不能完成。
2020-02-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating in Inflationary Cosmology: Theory and Applications
再加热是暴胀宇宙学的重要组成部分。它描述了标准物质粒子在加速膨胀阶段之后的产生。我们给出了一个回顾的再加热过程,重点是在预热阶段的深入讨论,其特征在于由于参数共振或快子不稳定性的指数粒子生产。我们给出了一个简短的概述预热后的热化过程,并结束了一些应用超对称理论和宇宙学中的其他问题,如重子生成,暗物质和度规预热的调查。
2010-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The scalar bi-spectrum during preheating in single field inflationary models
在单场暴胀模型中,预热是指紧接着暴胀之后,但在再加热时期之前的阶段。在这个阶段,暴胀子通常在其势能的底部振荡,并逐渐将其能量转化为辐射。与此同时,耦合到暴胀子的场的振幅可能经历参数共振,因此,可以发生爆炸性粒子的产生。先验地说,这些现象可能导致超级哈勃尺度曲率扰动的放大,这反过来又会修改标准的暴胀预测。然而,值得注意的是,已经表明,虽然Mukhanov-Sasaki变量在预热过程中确实经历了窄参数不稳定性,但相应的超哈勃曲率扰动的幅度保持不变。因此,在单场模型中,度规预热不影响大尺度扰动的功率谱。在这篇文章中,我们研究了相应的标量双谱的影响。使用Maldacena的形式主义,我们分析表明,宇宙学的兴趣模式,在预热过程中的曲率扰动演变的超哈勃尺度上的标量双谱的贡献是完全可以忽略不计的。具体来说,我们说明,某些条款在三阶行动管理的曲率扰动,可能天真地预计将作出重大贡献,完全取消了其他贡献的双谱。我们证实选定的分析结果的数值研究。最后,我们简要讨论了我们所获得的结果。
2012-07-18 astro-ph.CO hep-th
Potential Surge Preheating: enhanced resonance from potential features
本研究揭示暴胀势中的局部特征可增强预热共振,使二次势下状态方程呈辐射状,并产生可探测的引力波信号,影响CMB的$N_{\mathrm{eff}}$测量,为重建小尺度暴胀子势能及探索预热动力学提供新框架。
2025-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes from the preheating instability
暴胀结束后,暴胀子场围绕其势能的局部最小值振荡,并衰变为普通物质。这些振荡触发了宇宙学扰动的共振不稳定性,其波长在接近膨胀结束时离开哈勃半径。在本文中,我们研究的形成原始黑洞(PBH)在这些增强的尺度。我们发现,生产机制可以是如此有效,PBH随后占主导地位的内容,宇宙和再加热收益从他们的蒸发。观测PBH丰度的限制也限制了共振不稳定阶段的持续时间,导致我们推导出的再加热温度的严格限制。我们的结论是,PBH的生产过程中再加热是一个通用的和不可避免的属性的最简单的通货膨胀模型,并不需要任何微调的通货膨胀的潜力。
2020-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Preheating After Modular Inflation
我们研究(p)再加热模块(闭弦)暴胀的情况下,特别强调卡勒模量/轮盘赌模型。通常假设在这种模型中再加热是通过微扰衰变发生的。然而,我们发现,有非常强的非微扰预热衰变通道相关的特定形状的暴胀子潜在的(这是高度非线性的,有一个非常陡峭的最小值)。通过快子不稳定性和宽带参数共振的组合进行的模块膨胀后的预热,也许是文献中已知的膨胀后预热的最猛烈的例子。此外,我们考虑随后的能量转移到标准模型部门的情况下,标准模型粒子被限制在D 7膜包装的暴胀爆破周期的紧致流形,或者更有趣的是,一个非暴胀爆破周期。我们明确地确定在这两种情况下的暴胀子的衰变通道。我们还考虑了暴胀周期在暴胀结束时收缩到弦尺度的情况;在这里,再加热的场论处理是不够的,必须转向弦的描述。我们估计的衰变率的暴胀和再热温度的各种方案。
2009-12-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Formation of subhorizon black holes from preheating
我们研究了混沌暴胀阶段之后的预热阶段中原始黑洞(PBH)的产生。在这个过程中存在的标量场的演变数值使用修改后的版本的HLATTICE代码。从数值模拟的输出,我们计算曲率波动的概率分布,特别注意子地平线尺度。我们发现,在一些特定的模型中,这些模式增长到大幅度发展高度非高斯概率分布。然后,我们使用标准的Press-Schechter准则计算PBH丰度,发现PBH的生产过剩可能在混沌预热参数空间的某些区域。
2014-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primary thermalisation mechanism of Early Universe observed from Faraday-wave scattering on liquid-liquid interfaces
在过去的200年里,参数不稳定性已经在各种物理系统中得到了研究,如流体,机械设备,甚至暴胀宇宙学。直到几十年前,这种次谐波不稳定响应才作为早期宇宙热化的核心机制出现,在一个被称为预热的理论中。在这里,我们研究了一个参数驱动的双流体界面,通过非线性法拉第波的发病来模拟暴胀预热动力学的关键方面。我们提出了一个详细的分析的有效场论描述界面波通过高阶相关的因式分解性质。尽管一个阻尼和高度相互作用的流体动力学系统的复杂性,我们表明,大振幅法拉第波的散射连接到一个扩大的主要共振带和随后出现的二次不稳定性预测预热动力学。
2022-07-05 astro-ph.CO gr-qc physics.flu-dyn
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
Generalized Models for Inflationary Preheating: Oscillations and Symmetries
研究近似共形对称及其二次破缺下的暴胀再加热模型,通过非线性振荡解、Hill 方程和稳定性图揭示宇宙膨胀使参数共振更不稳定的新机制。
2024-11-07 astro-ph.CO hep-ph math-ph
Gravitational waves from supermassive right-handed neutrinos produced at preheating
The University of Osaka(大阪大学);Niigata University(新潟大学);SR University(SR大学)
研究超大质量右手法 neutrinos 在重加热期通过 bremsstrahlung 产生引力波背景,揭示其对宇宙热历史和高能物理的观测意义。
2026-03-24 astro-ph.CO hep-ph
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
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
Instant Preheating in Quintessential Inflation with $α$-Attractors
我们研究了一个引人注目的典型的通货膨胀模型的背景下,$α$吸引子,这自然会导致一个标量势具有两个平坦的地区,通货膨胀高原和典型的尾巴。$α$ -吸引子在动力学极点附近的“渐近自由”抑制了辐射修正和相互作用,否则它们将分别威胁到提升典型尾部的平坦度和导致第五力问题。由于这是一个非振荡暴胀模型,我们通过瞬间预热来重新加热宇宙。参数空间受到暴胀和暗能量要求的约束。我们发现一个很好的相关性之间的通货膨胀的观测值和模型的预测,在协议的$α$吸引子设置。我们还获得了参数自然值的成功精髓。我们的模型预测潜在的相当大的张量扰动(在1%的水平)和一个稍微变化的状态方程的暗能量,在不久的将来被探测。
2018-01-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Multi-field inflation and preheating in asymmetric $α$-attractors
我们分析和比较膨胀和预热过程中的多场动力学的对称和非对称模型的$α$吸引子,其特征在于双曲场空间流形。我们发现,广义(非对称)E-和(对称)T-模型表现出相同的两个领域的动力学在通货膨胀的初始条件范围很广。由此产生的运动可以分解成两个近似单场段连接的一个急转弯场空间。然而,预热的细节可以不同。对于T模型,一个主要的质量尺度主导了旁观者场的波动演化,而对于E模型,由于远离暴胀平台的势的陡峭性,出现了一个竞争的质量尺度,导致对小波数和大波数的参数共振的不同贡献。我们的线性多场波动分析表明,对于高度弯曲的流形,E-和T-模型几乎瞬间预热。对于无质量的场,这总是由于观众场的有效快子放大,使得单场结果不准确。有趣的是,有一个参数窗口对应于$r={\cal O}(10^{-5})$和大量的领域,其中的预热行为是定性和定量不同的对称和非对称的潜力。在这种情况下,由于曲率值的自谐振,E模型可以完全预热,其中T模型中的预热是低效的。这提供了在单场和多场级别上表现相同的模型之间的第一个区别特征。最后,我们讨论了如何描述多场预热双曲流形上确定相关的质量尺度,控制暴胀子和观众的波动,这可以应用于任何$α$吸引模型和超越的增长。
2020-05-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining axion inflation with gravitational waves from preheating
本文研究暴胀后规范场预热产生的引力波,揭示其与张标比 r 的关联,并证明对 Neff 的限制是探测暴胀子轴子耦合的最灵敏方法。
2020-08-04 astro-ph.CO hep-ph
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
Self-resonance after inflation: oscillons, transients and radiation domination
暴胀子在暴胀后的均匀振荡,即使没有与其他场耦合,也可能对小的空间扰动不稳定。我们发现,对于膨胀子势$\propto |ϕ|^{2n}$在$|ϕ|=0$附近和平坦超过一些$|ϕ|=M$,膨胀子凝聚振荡可以导致自共振,然后完全碎裂。我们发现,对于非二次最小值($n>1$),在逆反应后不久,状态方程参数,$w\rightarrow1/3$。如果是$M\ll m_{pl}$,则在暴胀结束后,在小于e倍的膨胀范围内建立辐射支配。在这种情况下,自共振是有效的,凝聚体分裂成瞬态的,局部的球形物体,这些物体是不稳定的和衰变的,留下一个平均动能和梯度能量远大于势能的维里化场。该最终状态产生$w=1/3$。当$M\ll m_{pl}$时,我们观察到缓慢而稳定的自共振,在反向反应最终关闭它之前,它可以持续许多{ \it e}倍,然后是碎片和$w\rightarrow 1/3$。我们提供了分析估计的持续时间$w\rightarrow 1/3$膨胀后,它可以被用来作为一个上限(在一定的假设下)之间的过渡时间的膨胀和辐射为主的膨胀状态。这个上限可以减少CMB观测值的不确定性,如光谱倾斜$n_{\rm{s}}$和张量标量比$r$。对于二次最小值($n=1$),$w\rightarrow0$不考虑$M$的值。
2017-10-18 astro-ph.CO
Revisiting primordial black holes formation from preheating instabilities: the case of Starobinsky inflation
本文研究 Starobinsky 暴涨预热阶段原初黑洞形成,发现除超视界 I 类模式外,亚视界 II 类模式落入不稳定带时也可产生超过阈值的密度扰动并贡献原初黑洞,并利用 Press-Schechter 与 Khlopov-Polnarev 形式计算了质量分数。
2025-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from primordial black hole dominance: The effect of inflaton decay rate
本文研究了暴胀后预热阶段原初黑洞的形成与主导机制,利用 KP 形式推导了超轻 PBH 质量分数的精确解析式,并修正了 PBH 主导诱导引力波的估计,为未来引力波探测设定了新目标。
2025-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Pre-inflationary dynamics in loop quantum cosmology: Power-law potentials
本文在圈量子宇宙学框架下研究了幂律势$(V(ϕ) \propto ϕ^n)$与$n<2$的前暴胀动力学。在暴胀子的动能在初始阶段占主导地位的情况下,宇宙的演化在预热之前总是可以分为三个不同的阶段:{ \em弹跳,过渡和慢卷暴胀}。在反弹阶段,膨胀因子的演化不仅与初始条件无关,而且与暴胀势无关,并由解析解明确给出。相反,对于势能主导的初始条件,这种普适性丧失。我们还获得了在慢卷膨胀,从而确定物理上可行的模型的e-折叠的总数。此外,我们目前的相空间分析的通货膨胀潜力的考虑,并比较我们的结果与以前获得的不同的潜力。
2017-12-27 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
Inflaton Self Resonance, Oscillons, and Gravitational Waves in Small Field Polynomial Inflation
本研究探讨小场多项式暴胀模型中暴胀子自共振导致的振荡子形成,通过格点模拟揭示场碎裂与高非高斯性,并讨论其引力波信号及轻质原初黑洞形成的可能性。
2025-01-23 astro-ph.CO hep-ph
The running curvaton
受\cite{Jiang:2018uce}的启发,我们提出了一种类似的曲率机制,其实现发生在预热过程中,其中有效质量在运行(其势由耦合部分和指数部分组成,指数部分的贡献相对于耦合部分是次主导的)。曲率子的产生包括窄共振和宽共振两种情况,其判据是曲率子的谱指数。由于暴胀势是混沌暴胀(二次暴胀势),它可以平稳地过渡到预热过程。一旦熵扰动转化为曲率扰动,我们将使用$δN$形式来研究它的有效性。在忽略曲率指数势的影响下,计算了功率谱$P_ζ$和非线性非高斯参数$f_{NL}$。我们的计算分析表明,这两个可观量是独立的暴胀子的潜力。最后,当曲率几乎衰减(暴胀子场消失)时,指数势将接近宇宙学常数量级的常数,这可能起到暗能量的作用。
2020-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
$ϕ^2$ Inflation at its Endpoint
在最简单的暴胀模型$V=\frac12 m^2ϕ^2$中,假设瞬时再加热和标准热历史:$n_s = 0.9668\pm0.0003$和$r=0.131\pm 0.001$,我们提供了一个精确到$1\%$的谱指数$n_s$和张量标量比$r$的预测。这代表了$(n_s,r)$平面中最简单、信息量最大的点。结果与再加热(或预热)的细节无关,只要转化为辐射的速度足够快。较慢的再加热或经过修正的后暴胀演化会推动更小的$n_s$(和更大的$r$),因此我们的预测对应于二次势的最大值$n_s$(和最小值$r$)。对于一般的$V \propto ϕ^p$势,我们也得到了类似的结果.
2014-05-24 astro-ph.CO
Preheating after multifield inflation with nonminimal couplings, II: Resonance Structure
这是第二次在一系列的文件预热暴胀模型组成的多个标量场耦合非最小的重力。在本文中,我们工作在刚性时空近似,并考虑单场吸引子,这是这些模型的一个通用功能内的场轨迹。我们构建的Floquet图找到区域的参数空间中的粒子生产是有效的绝热和isocurvature模式,并分析共振结构,使用解析和半解析技术。粒子生产在绝热方向上的特点是存在一个渐近标度解在大的值的非最小耦合,$ξ_I \gg 1$,其中占主导地位的不稳定带出现在长波长的限制,共动波数$k \rightarrow 0$。然而,直到$ξ_I \geq {\cal O} (100)$才达到大- $ξ_I$状态。在中间状态下,使用$ξ_I \sim {\cal O}(1 - 10)$,共振结构强烈依赖于波数和耦合。等曲率扰动的共振结构是独特的,比绝热扰动更复杂。$ξ_I \sim {\cal O} (1 - 10)$的中间状态再次明显。对于大的$ξ_I$值,Floquet图由密集间隔的、几乎平行的不稳定带组成,表明非常有效的预热行为。效率的提高源于爱因斯坦框架中的非平凡场空间流形的特征,而非平凡场空间流形本身源于乔丹框架中的场的非最小耦合,并且在具有最小耦合的模型中没有类似物。定量地说,接近大$ξ_I$渐近解的等曲率模式是慢于绝热模式的情况下。
2018-01-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th