Nonthermal leptogenesis via cosmological gravitational particle production is tested by inflationary gravitational waves
University of Manitoba（曼尼托巴大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Rice University（莱斯大学）；University of Winnipeg（温尼伯大学）
研究通过宇宙学引力波测试非热轻子生成机制，探讨宇宙膨胀与右手法 neutrinos 的尺度巧合，以及通过引力波信号验证模型的可行性。
2026-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing pre-inflationary anisotropy with directional variations in the gravitational wave background
我们进行了详细的分析，在一个类似卡斯纳的预膨胀阶段，允许一般的三轴各向异性放大的原始引力波背景。结果表明，预测的大尺度引力波强度角分布图根据暴胀前各向异性的程度呈现出不同的拓扑模式，从而为未来的引力波全天观测提供了一个可能的暴胀前早期宇宙的探测器.我们还从宇宙微波背景的B模偏振中导出了这种各向异性引力波振幅的观测极限。
2016-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An analytical approximation of the scalar spectrum in the ultra-slow-roll inflationary models
超慢卷（USR）暴胀模型预言了小尺度下的大振幅标量扰动，它可以导致原初黑洞的产生和标量诱导的引力波。一般情况下，USR模型中的标量摄动只能用数值方法得到，因为通常的慢滚近似被打破了。在这项工作中，我们提出了一种分析方法来估计标量谱，这是一致的数值结果。我们发现USR暴胀模型预言了引力波的标量谱和能谱中存在一个幂律斜率的峰，并导出了谱指数与暴胀势的关系式.反过来，USR区域附近的暴胀势可以从引力波能谱的负谱指数重建。
2020-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary electroweak/particle phase transitions and new classical gravitational waves on CMB
早期宇宙中的粒子相变包括电弱相变和大统一相变是研究得很好的课题。指出在暴胀附近存在新的粒子相变。这些新的暴胀粒子相变，如果是一级的，可能会产生低频引力波（GW）由于气泡动力学，留下印记的宇宙微波背景（CMB）。与由真空涨落产生的几乎尺度不变的原始GWs不同，这些气泡产生的GWs是经典的，并且具有尺度相关的B模谱。如果与暴胀子解耦，则暴胀过程中的电弱相变可以作为再加热后的电弱相变的镜像，其中重子不对称性可以通过电弱重子生成（EWBG）产生。第二个新的电弱相变也可能是EWBG的来源。
2016-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospects for Direct Detection of Inflationary Gravitational Waves by Next Generation Interferometric Detectors
我们研究了未来空间引力波探测器DECIGO和BBO探测暴胀引力波背景的潜在影响。利用基于数值计算的引力波谱的精确预测，计算了混沌/自然/混合暴胀模型下每个实验的信噪比。我们研究了再加热温度对暴胀模型的影响，发现在高再加热温度下，混沌/自然暴胀模型都能探测到引力波.通过对引力波的探测，可以得到再加热温度的下限。这个下限的粒子物理的再加热温度的影响进行了讨论。
2011-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Relic Cosmological Vector Fields and Inflationary Gravitational Waves
我们发现，遗迹矢量场可以显着影响频谱的原始引力波在后暴胀时代。我们考虑一个均匀各向同性的三重U（1）场。引力波和矢量场之间的相互作用，从再加热结束到现在，产生了新的光谱特征。引力波谱的振幅、倾斜度、形状和净手征都依赖于类电和类磁矢量场的丰度。我们的研究结果表明，即使是适度的丰度也会对探测引力波在宇宙微波背景极化上的印记的努力产生强烈的影响。我们发现，在辐射主导的时代，一个矢量场，包括不到百分之二的能量密度可以有一个大于订单单位的影响，预测的暴胀引力波频谱。
2021-05-17 astro-ph.CO gr-qc
A note on testing pre-inflationary times with gravitational-waves
考虑一个基于圈量子宇宙学的简单暴胀模型。在这个框架内，我们证明暴胀并不一定在它开始之前就消除了信息，但这样的信息可能会在这些最早的时间产生的引力波的能谱中留下它的印记。
2010-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary gravitational waves in the effective field theory of modified gravity
在修正引力的有效场论方法中，我们导出了平坦各向同性宇宙学背景下张量扰动的二阶作用量和运动方程。这种分析适应了广泛的引力理论，包括Horndeski理论，它的推广，以及空间导数高于二阶的理论（例如，Horava-Lifshitz引力）。通过考虑高阶空间导数引起的修正和对de Sitter背景的慢滚修正，我们得到了张量模的暴胀功率谱。我们还表明，在具体的修改引力理论的首阶谱可以映射到广义相对论下的非形式变换。我们的一般公式将是有用的约束膨胀模型从未来的精确测量的B模式极化的宇宙微波背景。
2015-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Direct Detection of Primordial Gravitational Waves in a BSI Inflationary Model
我们调查的可能性，直接检测未来的空间干涉仪的随机引力波（GW）的背景下产生的暴胀阶段在一类可行的$Λ$ CDM BSI模型。在$10^{-3}$ Hz附近的频率，发现最大值$Ω_{gw}(ν)\sim 3\times 10^{-15}$，与单场慢卷暴胀模型相比，改进了大约一个数量级。这大概不足以在不久的将来进行调查。
1999-06-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Direct detection of the inflationary gravitational wave background
暴胀一般预测了一个随机背景的引力波在一个广泛的频率范围内，从那些可与宇宙微波背景（CMB）测量，以那些可直接与引力波探测器，如美国宇航局的大爆炸观测器（BBO）或日本的分赫兹干涉仪引力波观测器（DECIGO），目前正在研究。在这里，我们调查的BBO/DECIGO频率的暴胀引力波背景的可探测性。为此，我们调查了一系列与CMB和大尺度结构（LSS）的约束一致的慢卷暴胀模型。我们超越了通常的假设幂律功率谱，这可能会打破给定的16个数量级的频率之间的CMB和直接检测，而不是解决暴胀动力学的四类暴胀势。在各种暴胀模型中，直接探测是可能的，尽管在引力波信号不出现在CMB偏振中的任何模型中可能都不可能。然而，BBO/DECIGO的直接检测可以帮助区分在CMB/LSS尺度上具有相同慢滚参数的暴胀模型。
2006-03-01 astro-ph gr-qc hep-ph
Can a spectator scalar field enhance inflationary tensor mode?
我们考虑了通过引入一个具有小声速的旁观者标量场来增强暴胀张量模的可能性，它诱导出作为二阶效应的引力波。解析地得到了旁观者标量场诱导的引力波功率谱和曲率扰动。我们发现，小声速对曲率扰动的放大作用远大于张量模，而目前的观测约束迫使诱导的引力波与暴胀过程中真空涨落的引力波相比可以忽略不计。
2014-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Curing inflationary degeneracies using reheating predictions and relic gravitational waves
众所周知，暴胀情景在其对CMB观测量的预测中经常显示出不同的简并集。这些简并通常是因为多个暴胀模型预测的标量谱指数$n_{_S}$和张量-标量比$r$的值相似，或者是因为在同一个模型中，$\lbrace n_{_S}, r \rbrace$的值对某些模型参数不敏感，使得单独的CMB观测难以构成暴胀宇宙学的独特探测。我们证明，考虑到通货膨胀后的再加热参数，如再加热$N_{_{\rm re}}$的持续时间，其温度$T_{_{\rm re}}$，特别是其状态方程（EOS），$w_{_{\rm re}}$的约束，它是可能的，以打破这种退化在某些类的通货膨胀模型中，相同的值$\lbrace n_{_S}, r \rbrace$可以对应于不同的再加热$w_{_{\rm re}}$。特别是，我们展示了如何再加热约束可以打破通货膨胀退化的T-模型和E-模型$α$吸引子。还研究了非正则暴胀。残余引力波（GW）谱为我们提供了另一种打破暴胀简并的工具。这是因为GW光谱对宇宙的后暴胀状态方程很敏感。实际上，在再加热$(w_{_{\rm re}} > 1/3)$期间，刚性EOS引起光谱指数$n_{_{\rm GW}} = \frac{d\log{Ω_{_{\rm GW}}}}{d\log{k}} > 0$中的小尺度蓝色倾斜，而软EOS $(w_{_{\rm re}} < 1/3)$导致红色倾斜。因此，遗迹G…
2021-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stability of domain walls with inflationary fluctuations under potential bias, and gravitational wave signatures
本文研究具有暴胀涨落的畴壁在势偏置下的坍缩动力学，推导出依赖面积参数的新寿命公式，并计算其引力波谱，进而确定轴子畴壁解释宇宙双折射所需的真空简并度。
2025-06-04 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
Antipodal Angular Correlations of Inflationary Stochastic Gravitational Wave Background
暴胀随机引力波背景（SGWB）的测量是未来GW实验的主要目标之一。在直接GW实验中，实现它的障碍是将通货膨胀的SGWB与其他类型的SGWB隔离开来。在本文中，作为一个可区分的签名，通货膨胀的SGWB，我们认为可检测的普遍性质：对映相关，即，来自相反方向的GW的相关性，作为视界重返的结果。已知相位相干方法对于检测SGWB中的角度相关性是无用的，这是由于擦除信号的有问题的相位因子。因此，我们调查我们是否可以构建一个相位不相干估计的强度图中的对映相关性。我们发现，这一结论取决于暴胀引力波是否具有统计各向同性。在具有统计均匀性和各向同性的标准暴胀模型中，没有一个估计量对对极相关性敏感，但不受有问题的相位因子的影响。另一方面，对于具有统计各向异性的暴胀模型，也有可能找到对映相关的非零估计。来自各向异性膨胀的SGWB与其他分量是可区分的。
2023-01-10 astro-ph.CO gr-qc
Quantum gravitational corrections to the inflationary power spectra in scalar-tensor theories
我们导出了一般单场标量-张量理论的暴胀功率谱的第一个量子引力修正，该理论包括与引力的非最小耦合、非标准标量动力学项和标量场的任意势.我们从惠勒-德威特方程的半经典展开式中得到这些修正，而惠勒-德威特方程又控制着量子引力正则方法中的全量子动力学。我们讨论了这些修正的大小和相关性，以及它们在暴胀光谱观测中的特征签名。我们比较我们的结果进行了类似的计算的最小耦合标量场与正则动力学项，并讨论了量子引力修正的非最小耦合的影响。
2019-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
$f(R)$-Gravity Generated Post-inflationary Eras and their Effect on Primordial Gravitational Waves
在这项工作中，我们将考虑一个几何产生的后暴胀时代对原始引力波能谱的影响。具体地说，我们将考虑一个后暴胀常数状态方程时代，产生的协同效应的$f(R)$重力和辐射和物质完美的流体。我们将研究两种有趣的情况，一种是状态方程参数$w=-1/3$，在这种情况下，宇宙既不加速也不减速，另一种是$w=0$，因此是一个早期的物质支配时代。为了评价与引力波能谱计算有关的暴胀观测指标，我们还考虑了常数状态方程参数era对$e$ -折叠数的影响。在$w=-1/3$和$w=0$两种情况下，原初引力波的能谱都被放大，但对于$w=0$情况，这种效应更强。
2022-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from smooth hybrid new infation
我们用格点模拟计算了双暴胀模型中引力波的产生。在两个暴胀阶段之间，通过参量共振增强的标量场的涨落产生具有特征频率的引力波。产生的引力波的波长在第二暴胀阶段得到额外的红移，它可以在直接引力波探测器的可观测范围内。发现在计划的实验中有可能探测到产生的引力波。
2013-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Parity violation in pre-inflationary bounce
中巴TT功率谱中最大规模的功率抑制可能意味着通货膨胀前反弹的发生。我们计算了在暴胀背景下，由普遍存在于粒子物理和弦论中的引力Chern-Simons项引出的圆极化引力波，并考虑了暴胀前的反弹.圆偏振引力波在CMB末散射面上会产生TB和EB关联。我们发现，虽然在最大尺度的BB功率谱也被抑制，TB和EB功率谱在相应的尺度可能会增强。
2014-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianity of Inflationary Gravitational Waves from the Field Equation
本文证明了在计算度规真空涨落产生的原初引力波双谱时，In-in方法和格林函数方法的等价性。由场方程$B_h$得到的树级双谱与以前用内-内形式主义得到的结果完全一致。在等边配置，其中$P_h$是标度不变的引力波的功率谱的比值$B_h/P^2_h$的波动的非高斯性的特征，我们表明，它是比在旁观者规范场模型弱得多。我们还利用格林函数计算了两个右手引力波和一个左手引力波的树级双谱，再现了in-in形式的结果，并表明它可以和三个右手引力波的双谱一样大.
2018-04-04 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes and oscillating gravitational waves in slow-roll and slow-climb inflation with an intermediate non-inflationary phase
我们提出了一个新的单场暴胀模型，在这个模型中，通常的慢卷暴胀通过一个短暂的中间非暴胀阶段加入到一个新的慢爬升和慢卷暴胀阶段。然后我们证明了在小尺度下原初曲率扰动可以增强，可以产生相当数量的原初黑洞（PBH），它们构成了暗物质的大部分，伴随PBH形成的标量度规扰动诱导的引力波波（GW）可以通过未来的GW实验检测到，最后但并非最不重要的是，我们的模型与最新的宇宙微波背景观测结果是一致的。值得注意的是，GW光谱在紫外区显示出独特的振荡特征，这源于短的非暴胀阶段。在GW谱中检测到这样的振荡可能表明在整个暴胀中存在这样一个非暴胀阶段，从而为我们提供了一个机会，揭示早期宇宙演化中的一个有趣时期，并将我们的模型与其他模型区分开来。
2020-09-01 astro-ph.CO gr-qc
How Inflationary Gravitons Affect Gravitational Radiation
我们包括单引力子圈贡献的线性化爱因斯坦方程。得到了引力辐射传播的单圈修正的显式结果。虽然抑制了一个微小的循环计数参数，这些修正增强了膨胀e折叠的数量的平方。结果之一是，微扰理论在一个很长的原始暴胀时期内崩溃了。另一个结果是，在遥远的将来，在21厘米宇宙学完全发展之后，对张量功率谱的单圈修正可能是可观测的。
2022-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Implications of the B-mode Polarization Measurement for Direct Detection of Inflationary Gravitational Waves
本文研究了利用下一代干涉探测器直接测量暴胀引力波的前景，这种探测器可能探测到宇宙微波背景的B模偏振。本文计算了张量标量比大于0.01量级的大场暴胀模型中两种干涉探测器（DECIGO和BBO）的引力波背景谱和信噪比。如果二次势混沌暴胀的再加热温度$T_{\rm RH}$较高（升级后的DECIGO为$T_{\rm RH}>7.9\times10^6$ GeV，BBO为$T_{\rm RH}> 1.8\times 10^{6}$ GeV），那么在未来的实验中，在$3σ$置信水平下，将有可能达到引力背景的灵敏度。如果$f>4.2 M_{\rm pl}$（升级的DECIGO）和$T_{\rm RH}$高于$10^8$ GeV的$f>3.6 M_{\rm pl}$（BBO），直接检测也可能用于具有潜在$V(ϕ)=Λ^4 [1-\cos(ϕ/f)]$的自然膨胀。在暴胀子场$ϕ$和Ricci标量$R$之间具有非最小耦合$ξ$的四次势$V(ϕ)=λϕ^4/4$引起$|ξ|$小于0.01量级的引力波的可探测水平，而与再加热温度无关。
2014-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary gravitational waves in collapse scheme models
暴胀范式是协和宇宙学模型的重要基石。然而，标准暴胀不能完全解决从早期均匀和各向同性阶段到另一个缺乏与我们现在的宇宙相对应的对称性的阶段的过渡。在以前的工作中，一个自诱导的波函数的崩溃已被建议作为缺少的暴胀成分。大多数关于坍缩假说的分析都只集中在与标量扰动相关的谱的特征上，并且在半经典引力框架内。在这封信中，工作在一个联合的度量物质量子化的通货膨胀，我们计算，第一次，张量功率谱和张量标量比对应的原始引力波的振幅，从考虑一个通用的自诱导坍缩。
2015-12-07 astro-ph.CO gr-qc
Does Gauss-Bonnet Inflationary Gravitational Waves satisfy the Pulsar Timing Arrays observations?
本文利用PTArcade分析GB-IGW模型参数并与多个PTA观测比较，发现势参数n可为负且谱指数与Planck结果不同，表明该模型比标准暴胀更符合PTA数据，更可能被未来空间引力波探测器发现。
2025-05-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Inflationary Behaviour in Axial-symmetric Gravitational Collapse
我们证明了由一般轴对称引力坍缩形成的带电旋转黑洞的内部对于其质量和角动量参数的膨胀是不稳定的。虽然我们的结果制定的背景下，$(2+1)$维黑洞，我们认为，它们是适用于$(3+1)$尺寸。
1994-11-28 gr-qc
Gravitational Waves sourced by Gauge Fields during Inflation
Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie（亚原子物理学与宇宙学实验室）；Département de Physique Théorique, Université de Genève（日内瓦大学理论物理系）
研究膨胀期由阿贝尔 gauge 场产生的引力波背景，展示在慢-roll修正下，具有相同共时时间依赖性的耦合函数使引力波谱近似标度不变，并推导了通用 gauge 场耦合参数下的振幅。
2026-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Towards the bounce inflationary gravitational wave
在跳涨情形中，跳涨是无奇性的，而跳涨的优点得到保留。我们解析计算了其原始引力波（GW）的功率谱，并给出了包括反弹相物理在内的普遍结果。光谱在大尺度下获得截止，而在截止尺度附近的振荡是相当剧烈的，这是由反弹的细节决定的。我们的工作表明，大尺度的原始引力波可能编码了暴胀前$\sim 60$倍左右的反弹物理过程。
2016-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generation of large-scale magnetic fields, non-Gaussianity, and primordial gravitational waves in inflationary cosmology
在IIB型弦论的背景下，探讨了暴胀宇宙学中大尺度磁场的产生，特别是在一种由跑道暴胀激发的模暴胀中。在该模型中，超荷电磁场的共形不变性被打破，这是由于标量场和赝标量场耦合到超荷电磁场。首先评估了以下三个宇宙学可观测量：哈勃视界尺度上的当前磁场强度，它远小于反反应问题的上限，由于大质量规范场的存在而导致的曲率扰动的局部非高斯性，以及张量与标量比。结果表明，得到的局域非高斯性和张量标量比与普朗克数据是一致的。
2014-12-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes and secondary gravitational waves from inflationary model with a non-canonical kinetic term
在非正则动力学项的峰值作用下，原始曲率扰动的振幅在小尺度下可以增强7个数量级，而在大尺度下与观测结果保持一致.峰值函数和暴胀势不受此机制的限制。我们以Higgs模型和T模型为例，展示了丰富的不同质量的原初黑洞暗物质和不同峰值频率的标量诱导次级引力波是如何产生的。我们还发现，原初曲率扰动和标量诱导次级引力波的能量密度的增强功率谱可以有一个尖锐的峰值，也可以有一个宽的峰值。由增强机制产生的具有$10^{-14}-10^{-12} M_{\odot}$周围质量的原初黑洞可以构成几乎所有的暗物质，伴随原初黑洞产生的标量诱导次级引力波可以通过脉冲星定时阵和天基引力波观测站进行检测。因此，该机制可以通过原始黑洞暗物质和引力波观测来检验。
2021-04-10 astro-ph.CO gr-qc
Initial Kaluza-Klein fluctuations and inflationary gravitational waves in braneworld cosmology
我们研究了Randall-Sundrum膜世界中暴胀产生的引力波的频谱。由于暴胀引力波是量子力学起源的，所以体扰动的初始组态包括卡鲁扎-克莱因量子涨落以及零模涨落。然而，我们发现，在Kaluza-Klein模式的初始波动没有显着的影响，在后期的时间谱，无论在暴胀后阶段的能量尺度和状态方程参数。这是用数值方法，使用朗斯基公式。
2006-02-17 astro-ph gr-qc hep-th
Morphology of Inflationary Gravitational Wave Spectra imprinted by a Sequence of Post-Inflationary Epochs $via$ ${\rm GWInSpect}$
本文通过GWInSpect工具研究多时期暴后历史对暴胀引力波谱形态的影响，揭示了不同物态方程序列下引力波谱的多样性。
2025-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effects of a Pre-inflationary de Sitter Bounce on the Primordial Gravitational Waves in $f(R)$ Gravity Theories
在这项工作中，我们研究了暴胀前的德西特反弹对原始引力波能谱的影响。具体地说，我们假设宇宙是由几个演化补丁描述的，开始于de Sitter前暴胀反弹，随后是准de Sitter慢卷暴胀时代，随后是常数状态方程参数异常再加热时代，随后是辐射和物质支配时代和后期加速时代。真空$f(R)$引力可以实现反弹和暴胀时代，$f(R)$引力和完美物质流体的协同作用可以实现异常再加热和晚期加速时代。使用众所周知的重建技术，我们发现，除了从物质和辐射的统治时代，这是实现相应的物质流体的$f(R)$重力可以实现每个演化补丁。相应地，我们计算了原始德西特反弹的阻尼因子，正如我们所展示的，与没有反弹的情况相比，信号只能被一个引力波未来的实验检测到。我们详细讨论了我们的结果的后果和未来的前景。
2022-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Science with the space-based interferometer LISA. IV: Probing inflation with gravitational waves
我们研究了LISA天基干涉仪探测暴胀过程中不同机制产生的随机引力波背景的潜力。聚焦于动机良好的情况下，我们研究了由此产生的贡献，从粒子生产过程中的通货膨胀，通货膨胀的旁观者领域与不同的声速，有效场论的通货膨胀与特定模式的对称性破缺和模型导致形成的原始黑洞。LISA的投影灵敏度以独立于模型的方式用于各种检测器设计和配置。我们证明，LISA是能够探测这些动机良好的通货膨胀的情况下，超出了不可约的真空张量模式预期从任何通货膨胀的背景。
2016-12-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Gravitational Waves with LISA
原初引力波是现代宇宙学的下一个目标。它们代表了早期宇宙的一个窗口，也是暴胀时期物理学和微观物理学的唯一探测器。当GW的产生发生在比标准的单场慢滚更丰富的场景中时，GW信号在小于宇宙微波背景的尺度上也变得可能被检测到。LISA将是对CMB实验的极大补充，以提取有关原始暴胀模型的信息，特别是探测我们所知甚少的暴胀时期的各个阶段。
2016-12-20 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary Gravitational Waves as a probe of the unknown post-inflationary primordial Universe
该研究探讨暴胀后宇宙状态方程存在多次急剧转变的可能性，计算对应暴胀引力波谱能量密度，确定了不违反现有约束且能被未来引力波探测器探测到的参数空间区域。
2025-10-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from graviton Bremsstrahlung with kination phase
研究暴胀与动能主导相转变时引力产生的超重粒子，其引力子轫致辐射可在超高频率产生引力波，若粒子质量达普朗克尺度，该信号可超过暴胀背景引力波。
2024-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pre-Inflationary Bounce Effects on Primordial Gravitational Waves of $f(R)$ Gravity
在这项工作中，我们将研究一个可能的前暴胀的情况下，我们的宇宙和这可能是如何实现的$f(R)$引力。具体地说，我们将介绍一种情况，在这种情况下，宇宙在前暴胀时代收缩，直到达到最小幅度，随后膨胀，慢慢进入一个缓慢的准德西特暴胀时代。这种暴胀前的反弹避免了宇宙奇点，并且在准德西特暴胀阶段之前和之后的时代，近似满足弦论激发的标度因子对偶性$a(t)=a^{-1}(-t)$。我们研究了$f(R)$的哪些近似形式可以实现这样一个非奇异的前暴胀情形，其准de Sitter补丁由$R^2$引力描述，从而保证了从暴胀中退出.此外，由于在弦论中，大爆炸前的情景会导致引力波能谱的整体放大，我们详细研究了产生暴胀前非奇异反弹的$f(R)$引力的这一观点。正如我们所展示的，在$f(R)$引力情况下，原始引力波背景的能谱也被放大，但是缺点是放大太小而不能被未来的高频干涉仪检测到。因此，我们得出结论，在单标量场理论的情况下，$f(R)$引力不能产生可检测的随机引力波和标量和高阶曲率项的协同理论可能是必要的。
2021-12-05 gr-qc hep-th
The Stochastic Gravitational Wave Background from the Single-Degenerate Channel of Type Ia Supernovae
我们证明了Ia型超新星（SNe Ia）在宇宙学距离的单简并通道中的积分引力波信号为星载引力波探测器（包括大爆炸观测器（BBO）和Deci-Hertz干涉仪引力波天文台（DECIGO）计划的任务）提供了连续的背景。来自超新星Ia的引力波背景在0.1 - 10 Hz的频率范围内充当噪声背景，迄今为止，人们认为除了中子星双星之外，该频率范围相对不受天体物理源的影响，因此是研究暴胀产生的原始引力波的关键窗口。虽然$\gtrsim 10^{16}$ GeV的暴胀能量标度产生的暴胀引力波背景超过了我们预测的背景范围，但对于$\sim10^{15}$ GeV的较低能量标度，暴胀引力波背景变得与Ia超新星的噪声背景相当。
2011-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Simulating relic gravitational waves from inflationary magnetogenesis
我们提出了三维直接数值模拟的磁场和引力波（GWs）的生产在早期宇宙在低能量尺度物质为主的后暴胀再加热时代，并在随后的早期辐射时代，这是强烈的湍流。确定模型的参数，使得其避免了许多已知的物理问题，并且在再加热结束时产生在临界能量密度的0.2%和2%之间的磁能密度。在随后发展的湍流磁流体级联，磁场和GW开发的频谱，延伸到更高的频率在毫赫兹（纳赫兹）范围内的模型与再加热温度约100 GeV（150 MeV）在辐射主导的时代开始。然而，即使湍流级联是充分发展的，GW频谱显示出一个急剧下降的频率以上的峰值。这表明湍流在驱动GW方面的效率比以前认为的要低。由此产生的GW光谱的峰值很可能在空间干涉仪，脉冲星定时阵列和其他设施可访问的范围内。
2021-10-12 astro-ph.CO gr-qc
The exponential tail of inflationary fluctuations: consequences for primordial black holes
在早期暴胀期间产生的曲率扰动已知具有接近其最大值的准高斯分布函数，在那里它们受到宇宙微波背景各向异性和大尺度结构的测量的很好的约束。相比之下，这些分布的尾部知之甚少，尽管这部分与罕见的极端物体如原始黑洞有关。我们发现，这些尾巴是高度非高斯的，不能用标准的非高斯展开，这是为了近似的分布接近其最大值。使用随机$δN$形式主义，我们开发了一个通用的框架来计算的尾巴，这被发现有一个指数，而不是高斯，衰减。这些指数尾是不可避免的，并且不需要任何非最小特征，因为它们只是由暴胀子场沿着其势的量子扩散产生的。我们应用我们的形式主义，一些相关的单场，慢卷膨胀的潜力，我们的分析处理证实了与数值结果的比较。我们讨论了在这些模型中的原始黑洞的预期丰度的影响，并强调，它可以从标准的结果不同的几个数量级。特别是，我们发现，潜在的拐点过度产生原始黑洞，除非慢滚是违反。
2020-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Testing the Early Universe with Anisotropies of the Gravitational Wave Background
本文详细分析了利用中小尺度引力波各向异性来限制暴胀粒子含量的可能性。首先，我们发展了一种唯象方法，专注于由原始张量-张量-标量和纯引力非高斯性产生的各向异性。我们强调的数量，在确定信号的可检测性发挥了关键作用。为了放大各向异性作为早期宇宙物理学的探测器的能力，我们考虑与CMB温度各向异性的互相关。我们评估的信号的大小，从通货膨胀的相互作用对所谓的诱导各向异性。为了达到现实的估计，我们获得了几个即将到来的引力波探测器在天体物理引力波背景的存在下，非线性原始参数$F_{\rm NL}$的投影约束。我们进一步说明我们的研究结果，考虑一个具体的通货膨胀的实现，并使用它来强调一些微妙的现象学分析。
2021-09-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary Birefringence and Baryogenesis
十年前，第一个基于暴胀的轻子生成模型被提出，其中暴胀子场的复相位携带轻子数。如果暴胀子场是一个轴子，它可以通过耦合到引力波和规范场。陈-西蒙斯不变量由于这些耦合，双折射引力和规范原始扰动在暴胀过程中产生轻子不对称，建立了非零TB宇称违反极化互相关和轻子生成之间的可能联系。我们还讨论了这些模型的一个子集的前景可以直接源圆（V模式）偏振的CMB。
2016-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Inflationary Origins of Primordial Black Holes with LIGO--Virgo--KAGRA O1--O4a data
Tsinghua University（清华大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）
本研究利用LIGO--Virgo--KAGRA O1--O4a数据约束两种暴胀机制产生的原初黑洞，未发现证据，但设定了95%置信上限，证明随机引力波观测是探测小尺度暴胀物理和PBH形成的强大互补手段。
2026-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A quantum gravitational inflationary scenario in Bianchi-I spacetime
利用圈量子宇宙学的有效时空描述，研究了Bianchi-I时空中的$ϕ^2$暴胀模型，讨论了初始奇异性的分辨、各向同性、各向异性对暴胀量的影响以及非微扰量子引力修正下的相空间吸引子等问题.与经典理论的比较分析，包括更一般的初始条件比以前考虑在后者也进行。我们表明，在一般情况下，经典的奇异性被替换为反弹的平均标度因子在圈量子宇宙学。由于潜在的量子几何效应，暴胀子的能量密度和各向异性剪切在整个非奇异演化过程中保持有界。从任意的各向异性初始条件开始，圈量子宇宙在慢卷膨胀开始之前或之后不久各向同性。我们在圈量子宇宙学的相空间动力学中发现了一个双吸引子行为，类似于经典理论中的双吸引子行为，但具有一些额外的微妙特征。与经典理论不同，对动力学方程的量子修正使得暴胀的量不单调地依赖于圈量子宇宙学中的初始各向异性。我们的研究结果表明，一个可行的非奇异暴胀模型可以从普朗克制度的高度各向异性的初始条件。
2013-05-29 astro-ph.CO gr-qc
CBR Temperature Fluctuations Induced by Gravitational Waves in a Spatially-Closed Inflationary Universe
原初引力波是在指数膨胀（暴胀）宇宙的德西特阶段由于量子零点真空涨落而产生的。这些波产生宇宙背景辐射（CBR）温度的波动。在空间封闭的Friedman-Robertson-Walker（FRW）宇宙学模型中，我们计算了这些温度涨落的关联函数的多极矩。结果进行了比较，在空间平坦的情况下，相应的多极。除非今天的密度参数$Ω_0$大于2，否则差异很小。（参见Physical Review D）。
1994-10-07 astro-ph gr-qc hep-th
Correlation functions of sourced gravitational waves in inflationary scalar vector models. A symmetry based approach
我们利用共形对称性来限制长寿命向量场扰动下暴胀子的形状。应用共形沃德恒等式，我们推导出一般表达式，振幅和归一化因子，为两个和三个点的标量场介导的相互作用$f(ϕ)\left(F_{μν}F^{μν}+α\tilde{F}_{μν}F^{μν}\right)$，其中$f(ϕ)$是一个合适的标量和矢量场之间的耦合函数的矢量场的存在下。前面的相互作用允许各向同性和宇称对称破缺，并与超视界共形对称性相一致。作为共形场论方法的一个应用，我们计算了张量-标量$\langle γζ\rangle$和张量-标量-标量$\langle γζζ\rangle$混合算符，这两种算符在寻找与手征引力波有关的宇称破缺效应时很有意义.最后，我们得到的三个点算子的一致性关系。
2019-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary Cosmology with Quantum Gravitational Effects and the Swampland Conjectures
最近由弦论提出的两个沼泽地判据给单场暴胀模型的实现带来了重大挑战。特别是一个沼泽地的标准，这意味着一个大的张量标量比是强烈的张力与最近的观测结果。在本文中，我们探讨了如果考虑引力的量子理论的影响，沼泽地结构是否可以与单场暴胀情景相容。我们表明，由于非线性色散关系的量子引力效应提供了显着的修改的标量和张量扰动频谱的振幅。根据色散关系的非线性项中的参数值，这种修改可以提高或降低微扰谱。因此，这些效应可以降低张量与标量的比值，这有助于缓解沼泽地猜想与观测数据之间的紧张关系。
2019-12-11 gr-qc
New Sources of Gravitational Waves during Inflation
我们指出，可检测的膨胀张量模式可以产生的粒子或弦源在膨胀过程中产生的，符合要求的膨胀和标量波动的约束。我们通过例子表明，这种效果可以支配的贡献，从量子涨落的度量，发生即使当暴胀的势能太低，产生一个可比的信号。因此，从暴胀中检测到张量模并不自动构成暴胀哈勃尺度的确定。
2014-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary interpretation of the stochastic gravitational wave background signal detected by pulsar timing array experiments
本研究检验脉冲星计时阵探测的随机引力波背景信号的暴胀起源可能性，发现其需极蓝张量谱与极低再加热温度，现有暴胀模型难以满足，火劫模型振幅不足，同时给出相关联合后验分布的二元高斯近似表达式。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale-invariant enhancement of gravitational waves during inflation
计算了受激旁观者标量场的暴胀单圈张量功率谱。最近对原始黑洞的研究表明，暴胀曲率扰动在小尺度上可能是巨大的。增强的曲率扰动可以由观众标量场波动的急剧增强引起。在这封信中，我们使用内-内形式，计算了这样一个在动量空间中具有尖峰的受激旁观者场对原初引力波的单圈量子修正。我们发现在这个完整的量子设置的尺度不变的循环校正，在以前计算的标量诱导张量模式的尖锐的峰值校正。特别是在超哈勃尺度下，原初引力波也被放大，这可以理解为标量场的激发对真空的博戈留波夫变换。这一机制使我们能够利用当前和未来的宇宙微波背景和引力波实验来探测极短距离尺度上的标量场性质，为暴胀宇宙学打开了一扇新的窗口。
2022-12-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Structure of Primordial Gravitational Waves Spectrum in a Double Inflationary Model
详细研究了在双暴胀模型中两个标量场仅通过引力相互作用产生的引力波背景及其对遗迹微波背景大角度温度起伏的相对贡献$T/S$. $T/S$和GW谱$n_T$的斜率之间的关系被证明是一个由一个标量场和更复杂的模型驱动的慢卷膨胀之间的判别测试。它被发现，GW振幅不完全是零的频谱振荡的最小值，这个属性是一个观察，在原则上，表现GW是在一个压缩真空状态在通货膨胀。
1995-05-27 astro-ph gr-qc hep-th
