CMB Imprints of a Pre-Inflationary Climbing Phase
我们讨论了弦模型所提出的一类前暴胀动力学对宇宙微波背景(CMB)观测量的影响,在这些模型中,由于D膜和定向折叠的存在,超对称性被破坏,而保持了超对称性的不相容部分,在这些模型中,可能的暴胀子被迫从初始奇点中出现,爬上一个温和的指数势,直到它反弹到一个陡峭的指数潜力的“膜超对称性打破”的情况下,作为一个结果,随之而来的下降引起了一个暴胀时代,开始时,系统仍然是远离其最终吸引子。如果这种类型的暴胀前爬升阶段发生在视界出口的6-7个e-折叠内,对于最大的可观测波长,吸引子的位移和初始状态效应将共同抑制原始标量谱中的功率,增强张量谱中的功率,并且通常叠加在两者上的振荡。我们调查这些印记CMB观测的参数范围内,检查其统计意义,并提供了一个半分析的理由,我们的结果。我们很容易将CMB中的大角度异常至少部分归因于这类暴胀前的动力学。
2012-05-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Imprints of Short Distance Physics On Inflationary Cosmology
我们分析了短距离物理的某些修改对暴胀微扰谱的影响。对于幂律膨胀的特定情况下,我们发现独特的-和可能观察到的-对密度扰动谱的影响。
2002-04-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Radio constraints on Galactic WIMP dark matter
电子宇宙线群的同步辐射可以用来研究宇宙射线物理和无线电天空图上的WIMP暗物质印记。我们使用现有的无线电数据-从MHz到GHz -分析银河系WIMP湮灭的贡献,并对WIMP观测值施加限制:湮灭截面,通道和质量。根据湮灭通道,我们得到的竞争边界中获得的费米-LAT伽玛射线分析的矮卫星星系。
2013-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
WIMP isocurvature perturbation and small scale structure
暗物质的绝热扰动在动力学退耦过程中由于与相对论分量在亚视界尺度上的碰撞而衰减。然而,等曲率部分没有阻尼,并且可以足够大以对小尺度结构的形成做出实质性贡献。我们明确地研究了弱相互作用的大质量粒子作为暗物质与辐射支配之前的早期物质占主导地位的时期,并表明,等曲率扰动产生的相变和留下印记的可观察到的签名小尺度结构。
2015-10-30 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
WIMPs during Reheating
弱相互作用大质量粒子(WIMP)是最有动机的暗物质候选者之一。在标准的情景中,冻结发生在暴胀再加热结束之后很久,他们与严格的实验约束相矛盾。在这里,我们调查的热冻结出的WIMP发生{ \it期间}再加热,而暴胀$ϕ$相干振荡在一个通用的潜力$\propto ϕ^n$。根据$n$的值和暴胀子衰变产物的自旋,辐射和暴胀子能量密度的演化可以表现出不同的特征,因此对WIMP的冻结行为有相当大的影响。由于再加热过程中熵的注入,扩大了与观测到的DM遗迹丰度相适应的参数空间。特别是,WIMP的热平均湮灭截面可以是几个幅度低于在标准情况下。最后,我们讨论了目前的暗物质间接探测实验的界限,并探讨了未来的挑战和机遇。
2022-11-18 astro-ph.CO hep-ph
Imprints of a Supercooled Phase Transition in the Gravitational Wave Spectrum from a Cosmic String network
本文研究了宇宙弦网络引力波谱中超冷相变的印记,指出短暂暴胀期会使相变本身对引力波谱产生额外贡献,形成宽阔平台叠加特征峰的独特信号,从而与其他物理起源区分开来。
2023-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Fitting formulae for photon spectra from WIMP annihilation
不同的暗物质(DM)候选者湮灭成标准模型(SM)粒子可以通过它们对地球上测量的伽马射线通量的贡献来检测。这种贡献的大小取决于特定的DM候选者,但是可以以模型无关的方式分析所产生的光子光谱的某些印记。在这项工作中,我们提供了在广泛的WIMP质量范围内由WIMP湮没到夸克、轻子和规范玻色子通道中产生的光子谱的拟合公式。
2010-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Lowering tensor-to-scalar ratio by pre-inflationary dynamics
暴胀前的动力学被认为通过暴胀子和引力子场在这些时期的不同动力学留下了可观察的印记。这里强调的是,其他粒子的自由度,也能够留下他们的印记,在原始的可观察到的,如果他们转移自己的熵湮灭后,成为非相对论性在前暴胀时期。其他粒子的这种湮灭将导致枢轴尺度(以及更大的长度尺度)的张量-标量比降低,这将有助于根据目前的观测结果将这些势带回来,否则目前不利于产生大的张量-标量比。
2020-09-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
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
An Inflationary Probe of Cosmic Higgs Switching
当标量希格斯场耦合到经典振荡的标量模场时,它可以重复地打开和关闭。模翻转稳定和快子值之间的希格斯质量项。我们研究的宇宙学场景中,这种重复的相变发生在通货膨胀。一个将希格斯场耦合到暴胀子的无关算符可以在暴胀子的关联函数中留下相变的图案。使用数值和分析研究,我们表明,暴胀2点函数进行特征印记的模量振荡和它的影响希格斯玻色子。我们简要地评论这种模式的潜在的可观测性,以及如何将它们与早期宇宙中的其他动力学区分开来。
2020-05-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Matter phenomenology : from simplified WIMP models to refined alternative solutions
现代物理学中最令人困惑的问题之一是确定宇宙中存在的非相对论物质成分的性质,其贡献了总能量预算的25 $\%$以上,称为暗物质。弱相互作用大质量粒子(WIMP)是最有动机的暗物质候选者之一。然而,鉴于非决定性的探测信号和强大的约束,从对撞机,直接和间接的探测实验,本文提出了限制的几个实现的WIMP范式的背景下,简化的暗物质模型。更详细的模型考虑扩展规范结构进行了进一步讨论,如涉及广义陈-西蒙斯耦合和一个特定的WIMP的情况下,最近观察到的味道异常相关的$R_{K^{(*)}}$观察到的动机建设。本论文的第二部分致力于讨论另一种暗物质热产生机制,其中强相互作用大质量粒子(SIMPs)范式的明确实现讨论的背景下,一个非阿贝尔隐藏的规范结构。在最后一部分中,通过“冻结”机制产生非热的暗物质成分的可能性进行了研究,并通过除了标准引力子之外,还通过重自旋2场介导暗物质密度产生的具体情况说明了宇宙后暴胀再加热阶段对这种结构的强烈影响。
2019-01-17 astro-ph.CO hep-ph
The WIMP Forest: Indirect Detection of a Chiral Square
由WIMP湮灭产生的光子光谱带有暗区结构的详细印记。特别是,一个光子和另一个玻色子的环能级湮灭原则上可以导致一系列能量高达WIMP质量的线(WIMP森林)。一个具体的模型,很好地说明了这一特点是一个理论的两个普遍额外的维紧化的手征广场。除了连续发射,这是一个通用的预测,大多数暗物质的候选人,我们发现了一个“森林”的突出湮灭线,卷积后与当前实验的角分辨率,导致一个独特的(2凸加连续)光谱,这可能是可见的费米伽马射线太空望远镜(以前称为GLAST)在不久的将来。
2009-04-08 astro-ph.HE hep-ph
Natural Phantom Crossing from Axion-WIMP Interactions
Laboratoire d’Annecy de Physique Théorique, CNRS–USMB(理论物理安纳西实验室,法国国家科学研究中心-萨瓦大学);School of Physics, KIAS(韩国高等科学研究院物理学院);Quantum Universe Center, KIAS(韩国高等科学研究院量子宇宙中心);Department of Physics, LEPP, Cornell University(康奈尔大学应用和工程物理系)
该研究构建了由N种费米子及ℤ_N对称性关联的热DM与轴子DE相互作用模型,避免轴子势不稳定,实现无鬼场的晚期幻影穿越,给出类DESI解并探讨其对DM搜寻的意义。
2026-08-03 astro-ph.CO hep-ph
Probing dark radiation with inflationary gravitational waves
最近的宇宙学观测表明存在额外的轻物质,即,暗辐射在本文中,我们表明暗辐射的签名是印在暴胀引力波的频谱。如果暗辐射是由大质量粒子衰变产生的,则引力波的高频模被抑制。此外,由于暗辐射引起的各向异性应力的影响,引力波谱可能在暗辐射产生时进入视界的频率处出现下降。一旦对引力波谱进行了详细的实验研究,我们就可以推断出宇宙中暗辐射是如何以及何时产生的信息。
2012-11-19 astro-ph.CO hep-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
A Brief History of Curvature
宇宙流体的应力-能量张量的轨迹,正比于广义相对论中的里奇标量曲率,在宇宙尺度上确定,时间范围从暴胀时代到膨胀宇宙的今天。后暴胀时代和相对论流体的热历史,特别是QCD从渐近自由到禁闭的转变和电弱相变,在标量曲率上留下了重要的印记。这些印记可以是任何一种符号,并且比通过天真地将当前时代的无压物质推回到辐射主导时代所获得的值大几个数量级。
2013-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary universe in loop quantum cosmology
圈量子宇宙学提供了一个很好的解决方案,通过在高能区的大反弹机制来避免大爆炸奇点。在圈量子宇宙学中,无论宇宙中填充了什么物质成分,暴胀宇宙都是在大反弹之后涌现的。在反弹后的初始阶段,将以某种方式出现一个没有幻影物质的超级膨胀阶段;然后宇宙将经历一个正常的膨胀阶段。我们在这个框架中详细讨论了暴胀的条件。另外,对于慢卷暴胀,我们期望圈量子宇宙学效应的印记应该留在原始微扰功率谱中。然而,我们表明,这种印记太弱,无法观察到。
2007-07-23 astro-ph gr-qc hep-ph
B-modes from Post-inflationary Gravitational Waves Sourced by Axionic Instabilities at Cosmic Reionization
我们发现,轴子类粒子,只耦合到不可见的暗光子可以产生可见的B模式信号周围的再电离时代。轴子场在再电离前不久开始滚动,导致暗光子的快子不稳定性。这就产生了一个指数增长的暗光子量子源标量度规模式和引力波,留下一个印记的再电离重子。张量模式修改宇宙微波背景(CMB)的极化在再电离,产生可见的B模式签名的下一代CMB实验的参数范围,满足目前的实验约束。
2021-11-08 astro-ph.CO hep-ph
Imprints of a Primordial Preferred Direction on the Microwave Background
转动不变性是低能物理学的一个公认特征。对这种对称性的破坏在今天一定非常小,但在更早的时代可能会更大。在本文中,我们研究的后果,一个小的破坏的旋转不变性在暴胀时代的原始密度波动时产生的。假设一个固定的范数向量在暴胀时期选择了一个优选的方向,我们探讨了它将在宇宙微波背景各向异性上留下的印记,并提供了球谐系数的预期振幅$<a_{lm}a_{l'm'}^*>$的显式公式。我们认为,这是很自然的期望,一个首选的空间方向的原始功率谱的印记是近似尺度不变的,并检查一个简单的模型,这是真的。
2009-08-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Imprints of a Second Order Electroweak Phase Transition on the Stochastic Gravitational Wave Background
本文研究非最小耦合Higgs暴胀中约150 GeV的二阶电弱相变,分析Higgs慢滚导致的辐射主导状态方程形变对相应模式原初引力波能谱的观测印记。
2025-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Low reheating temperatures in monomial and binomial inflationary potentials
我们根据普朗克2015年的结果和最近对来自BICEP 2/Keck阵列和普朗克实验的宇宙微波背景(CMB)数据的联合分析,使用单名和二项式暴胀势,研究了允许的再加热温度值范围。虽然经过充分研究的$ϕ^2$暴胀势不再受到当前CMB数据的青睐,以及$ϕ^p$与$p>2$,$ϕ^1$势和正则再加热($w_{re}=0$)提供了一个很好的适合CMB测量。在最后一种情况下,我们发现普朗克2015 $68\%$的光谱指数$n_s$的置信限上限意味着$T_{re}\lesssim 6\times 10^{10}\,{\rm GeV}$的再加热温度的上限,并排除瞬时再加热。这个模型允许的低再加热温度打开了暗物质可能在再加热期间产生的可能性,而不是当宇宙是辐射主导的时候,这可能导致对WIMP,不育中微子和轴子的遗迹密度和动量分布的非常不同的预测。我们还研究了二项式通货膨胀的潜力,并显示了一个小的偏离$ϕ^1$潜力的影响。我们发现,作为一个次显性$ϕ^2$项的潜力增加,第一瞬时再加热成为允许的,然后最低可能的再加热温度的$T_{re}=4\,{\rm MeV}$被排除在普朗克2015年$68\%$的置信限。
2015-04-23 astro-ph.CO hep-ph
Lux ex tenebris: The imprint of annihilating dark matter on the intergalactic medium during Cosmic Dawn
即将使用下一代射电望远镜(如HERA和SKA)对高度红移的21厘米线进行的测量将为探测再电离时代(EoR)、宇宙黎明和黑暗时代期间的暗物质(DM)物理提供有趣的机会。HERA已经在建设中,迫切需要彻底了解DM物理学在这些时代对星系际介质(IGM)的影响。我们提出的第一个结果的流体动力学模拟套件与$2 \times 512^3$粒子在一个$(100 \ h^{-1} \ \text{Mpc})^3$盒DM湮灭和重子冷却物理。我们专注于红移$z \sim 11$,就在我们的模拟再电离开始之前,并讨论了DM湮灭的IGM和结构形成的印记。我们发现,而结构的形成是不受热WIMP比$m_χ\gtrsim 100 \ \text{MeV}$重,加热从$\mathcal{O}$(GeV)DM粒子可能会留下一个显着的印记IGM改变21厘米的信号。低密度区域中的冷气体特别容易受到DM加热的影响。然而,我们注意到,延迟的能量沉积目前没有在我们的模拟中考虑。
2020-09-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Inflationary perturbations in anisotropic backgrounds and their imprint on the CMB
我们将宇宙学扰动的标准理论推广到均匀但各向异性的宇宙。我们提出了一个详尽的计算的情况下,比安基我模型,与两个空间维度之间的残余各向同性,这是在通货膨胀的开始进行完全各向同性化,我们还展示了如何计算可以进一步扩展到更一般的背景。在存在单个暴胀子场的情况下,有三种物理微扰(与各向同性情形完全相同),它们是通过(i)去除规范和非动力学自由度,以及(ii)找到剩余模式的组合而获得的,根据这些模式,微扰的二次作用是正则的。这三个扰动,后来在各向同性制度成为一个标量模式和两个张量极化(引力波),耦合到彼此已经在线性化的水平在各向异性阶段。这在CMB各向异性的不同模式之间产生了非零相关性,这在大尺度上特别相关(并且可能与WMAP数据中的大尺度异常有关)。作为一个例子,我们计算的频谱的扰动在这个比安奇我的几何形状,假设暴胀是在一个慢滚制度也在各向异性阶段。对于这个简单的设置,固定的扰动的初始条件似乎比在标准情况下更困难,和额外的假设似乎需要提供预测的CMB各向异性。
2007-11-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Non-Thermal Dark Matter, High Energy Cosmic Rays and Late-Decaying Particles From Inflationary Quantum Fluctuations
有人认为,GZK极限以上的宇宙射线的起源可以用质量为10^{12} GeV的粒子X的衰变来解释。暴胀量子涨落产生的重粒子是衰变X粒子起源的主要候选者。也有人提出,如果暗物质是由粒子Y的衰变产生的,自由流长度为0.1Mpc,那么非奇异星系晕的问题就可以解释。在这里,我们探索量子涨落可能解释Y粒子以及X粒子的可能性。对于非热WIMP暗物质的情况下,未抑制的弱相互作用,我们发现,有一个普遍的问题,氘光解离,不利于WIMP暗物质候选人。对于更一般的暗物质粒子的情况下,这可能有很少或没有与常规物质的相互作用,我们讨论的条件下,X和Y标量或费米子可以占非热暗物质和宇宙射线。对于X和Y标量同时产生的情况下,我们表明,星系晕很可能有一个动态的显着组成部分的X标量冷暗物质,除了占主导地位的非热暗物质组件。
2001-05-23 astro-ph hep-ph
The Imprint of Gravitational Waves on the Cosmic Microwave Background
长波引力波在宇宙微波背景中会引起明显的温度各向异性。将其与由能量密度波动引起的各向异性区分开来,对于检验暴胀宇宙学和大尺度结构形成理论至关重要。我们描述了完整的辐射输运计算的两个贡献,并表明,他们显着不同的角度尺度低于几度。我们展示了如何各向异性实验探测大,小角度尺度可以结合起来区分由于引力波的印记。
1993-03-26 astro-ph hep-ph
Imprint of a scalar era on the primordial spectrum of gravitational waves
对暴胀引力波(GW)随机背景的研究为探索宇宙在大爆炸核合成之前的演化提供了令人兴奋的可能性。本着这种精神,我们探讨了未来GW观测的敏感性,以广泛的一类超出标准模型的情况下,导致非标准的扩展历史。我们考虑一个新的标量场的相干振荡主导宇宙的能量密度在很早的时候,导致在标准的辐射主导的时代之前的标量时代。这个标量时代在原始GW光谱上的印记提供了一种手段来探测动机良好但难以捉摸的粒子物理模型。我们的工作突出了未来GW观测站在整个可访问频率范围内的互补性。
2019-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Imprints of Reheating Dynamics on Gravitational Waves from Phase Transitions
SRM University-AP(SRM大学-安得拉邦分校);Uppsala University(乌普萨拉大学);University of Warsaw(华沙大学);Nicolaus Copernicus Astronomical Center Polish Academy of Sciences(波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心);Nagoya University(名古屋大学)
研究重加热过程如何改变宇宙相变产生的原始引力波谱,发现重加热期间的热力学量影响相变,导致引力波信号被抑制,且存在特征频谱特征。
2026-06-28 astro-ph.CO 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
On the gravitational production of superheavy dark matter
宇宙中的暗物质可以是超重物质种类(WIMPZILLA)的形式。在暴胀时期或紧接着暴胀时期之后,已经提出了几种产生温普兹拉粒子的机制。也许最有吸引力的机制是通过引力粒子的产生,粒子的产生仅仅是宇宙膨胀的结果。本文给出了混合暴胀模型和自然暴胀模型中WIMPZILLA引力产生的详细数值计算。概括这些发现,我们还探讨了引力产生机制对各种暴胀模型的依赖性。我们证明了超重暗物质的产生似乎是稳健的,其Ω_X h ^2 ~(M_X /(10^11 GeV))^2(T_RH /(10^9 GeV)),只要M_X < H_I,其中M_X是温普齐拉质量,T_RH是再热温度,H_I是宇宙在暴胀过程中的膨胀率。
2001-04-11 hep-ph
Hubble-Induced Phase Transitions: Gravitational-Wave Imprint of Ricci Reheating from Lattice Simulations
本文通过格点模拟研究哈勃诱导相变产生的引力波背景,提出参数化公式描述其频谱特征,并与未来探测器灵敏度比较。
2025-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
From WIMP to FIMP during reheating: collider vs non-collider probes for p-wave annihilation
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立大学);Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校);Indian Institute of Technology Hyderabad(印度理工学院海得拉巴分校);Indian Institute of Science Education and Research, Thiruvananthapuram(印度科学教育与研究学院(特鲁万南特拉普拉姆));SRM University-AP(SRM安得拉邦大学)
在微扰再加热框架下,研究暗物质从冻结到冻结产生的转变,通过有效算符与可见扇区相互作用,探讨多种新物理探针对再加热时代和超出标准模型新物理的约束能力。
2026-05-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Primordial Clocks within Stochastic Gravitational Wave Anisotropies
早期宇宙中的一阶相变可以给出一个可观测的随机引力背景(SGWB),它在整个天空中必然具有原始各向异性。在多场暴胀的情况下,这些各向异性可能具有与绝热涨落非常不同的显著等曲率分量,为暴胀尺度下的高能物理提供了另一种发现渠道。在这里,我们考虑经典的振荡重领域在通货膨胀,可以印独特的标度不变性打破功能的功率谱的原始各向异性。虽然这样的功能是高度限制在宇宙微波背景,我们表明,它们的振幅可以是相当大的等曲率SGWB,尽管探测类似的通货膨胀时期。在所需的水平,$\ell \sim {\cal O}(10-100)$,测量SGWB多极,将是技术上的挑战。然而,我们预计,一个强的各向同性SGWB的早期检测,和各向异性的保证,将刺激下一代探测器的发展具有足够的灵敏度,角分辨率,和前景的歧视。
2022-05-09 astro-ph.CO hep-ph
Tracking Quintessence and Cold Dark Matter Candidates
我们研究的背景下,一个反幂律势和哈勃诱导的质量项的精粹场的精粹模型的驱动为主的阶段的产生。动能的存在与精粹场和正压指数的振荡演化有关。我们发现,在相当大的区域的参数空间,跟踪缩放的解决方案可以达到足够早,以减轻重合问题。来自核合成、暴胀尺度、当前宇宙加速和暗能量密度参数的其他观测约束也可以满足。这种修改后的运动为主的阶段对冷暗物质候选者的热丰度的影响进行了研究。我们发现:(i)相对于标准范例,WIMP的残余丰度的增强,关键地取决于冻结温度和在精华场的演化中遇到极值的温度之间的等级,以及(ii)e-WIMP的残余丰度使其现值接近精华场的演化的最早极值发生的温度,并且,因此,引力子和轴子都是天然冷暗物质的候选者。在不稳定引力子的情况下,引力子约束可以满足初始温度的值远远高于标准宇宙学所要求的值。
2010-02-24 astro-ph.CO hep-ph
Directional Detection of Dark Matter Using Solid-State Quantum Sensing
本研究提出基于宽禁带半导体金刚石的混合模式暗物质定向探测器方案,利用亚微米损伤径迹记录方向信号,结合量子传感等技术读出,有望突破中微子本底限制,推动多学科发展与精密暗物质、中微子物理研究。
2023-06-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
WIMPs, FIMPs, and Inflaton phenomenology via reheating, CMB and $ΔN_{eff}$
本文分析了暴胀后通过引力与非引力衰变通道的再加热动力学,结合$α$-吸引子模型探讨了暴胀子衰变、CMB功率谱与暗物质产生的联系,揭示了引力衰变在设定暗物质质量上限中的关键作用及FIMP和WIMP的实验现象学影响。
2023-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A First Glimpse of String Theory in the Sky?
我们提出了一种新的方法来识别新的物理印记在目前的观测数据在宇宙学的弦论的签名是明确区分的可能特征的印记的暴胀势。我们的方法依赖于具有CMB温度各向异性和E模偏振的大尺度结构(LSS)的宇宙剪切的互相关谱,利用了以下性质:暴胀宇宙学对所有CMB谱和LSS只提供一个源项,这高度限制了对标准预言的任何偏离;弦论可以在扰动源中增加新的非暴胀通道,也可以在大尺度上修改成团特性。关联源项和聚团性质的离散性为新物理提供了证据。即使用现有的数据,单场暴胀模型也不受欢迎。即将到来的WMAP结果和未来来自LSS弱透镜的数据将进一步提高我们以这种方式探索新物理的能力,并可能打开弦论的第一个直接窗口。
2004-06-01 astro-ph hep-ph hep-th
Detecting relics of a thermal gravitational wave background in the early Universe
如果在通常的暴胀阶段之前有一个辐射主导的时期,那么在早期宇宙中就可以产生热引力波背景。这种背景为研究宇宙的初始状态提供了一种独特的方法。我们讨论了引力子的热谱对宇宙微波背景(CMB)功率谱的影响,以及它可能被CMB观测到。假设暴胀阶段是一个纯粹的de Sitter膨胀,我们发现,如果暴胀的e倍数小于65,这个热谱的信号可以通过普朗克和北极熊实验的观测,或计划中的EPIC实验检测到。如果类通货膨胀阶段是次指数阶段,这个界限甚至可以更宽松。
2009-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
$\mathcal O(10) M_\odot$ primordial black holes and string axion dark matter
LIGO-Virgo合作通过探测它们合并时发出的引力波,发现了与$M \sim 30M_\odot$一样重的黑洞。暴胀产生的原始黑洞(PBH)可能是这类事件的起源。虽然很容易假设这些PBH构成所有的暗物质(DM),但对于具有$\mathcal{O} (10) M_\odot$的PBH存在许多限制,这些限制与PBH作为所有DM的想法相矛盾。此外,它是已知的弱相互作用大质量粒子(WIMP),这是一个常见的DM候选人几乎是不可能共存的PBH。这些观察促使我们寻求DM的另一个候选者。本文假设解决强CP问题的弦轴子构成了所有的DM,讨论了LIGO事件中弦轴子DM与暴胀PBH的共存。
2018-01-05 astro-ph.CO hep-ph
Probing the equation of state of the early universe with a space laser interferometer
提出了一种利用暴胀产生的随机引力波背景来探测早期宇宙状态方程及其演化的方法。由于暴胀产生的波具有几乎尺度不变的性质,因此在引力波谱$Ω_{GW}(f)$上会清晰地印刻出与纯辐射支配宇宙($w= 1/3$)的微小偏差。
2003-05-26 gr-qc hep-ph
From Fluctuation to Polarization: Imprints of $O(1-10)\, \mathrm{Mpc}^{-1}$ Curvature Perturbations in CMB B-modes from Scalar-Induced Gravitational Waves
本文提出利用标量诱导张量扰动在 CMB 中产生的 B 模极化信号探测 $k\sim O(1-10)\\,\mathrm{Mpc}^{-1}$ 的小尺度原初曲率功率谱,并表明未来 CMB-Stage 4 可超越现有灵敏度。
2025-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Supersymmetry, Nonthermal Dark Matter and Precision Cosmology
在最小超对称标准模型(MSSM)中,大型强子对撞机的边界表明标量超伴体的质量远高于电弱标度。如果超伴体质量很高,非热暗物质是通过冻结产生的WIMP暗物质的可行替代物。在模量场的存在下,非热暗物质的产生与一个长的物质占主导地位的阶段,修改的光谱指数和原始张量振幅相对于那些在一个热化的原始宇宙。非热暗物质可以有一个更高的自相互作用截面比它的热对应物,增强其湮灭信号的天体物理边界。利用现有的天体物理学边界和非热中性伴子暗物质模型的直接探测实验,我们限制了双中子、维诺和希格西诺对中性伴子质量的贡献。利用这些约束条件,我们量化的预期变化,通货膨胀的观测结果从非热阶段。
2013-08-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Physics in the Nonlinear Universe: signatures of inflationary resonances, excitations, and scale dependence
University of Chicago(芝加哥大学);Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago(芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所);NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)(NSF-西蒙斯天空人工智能研究所(SkAI));University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学);Center for Particle Cosmology, Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学物理与天文学系粒子宇宙学中心)
研究通过模拟分析多种原始非高斯性模板,探讨其在晚期密度场中的非线性特征,发现弱引力透镜数据在特定尺度下可提供有力约束。
2026-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gamma Ray Signals from Dark Matter: Concepts, Status and Prospects
弱相互作用大质量粒子(WIMP)仍然是宇宙学暗物质(DM)的主要候选者,即使在没有当前对撞机信号的情况下,也会明确地指向TeV尺度以下的新物理。这些粒子在天文目标中的自我湮灭可能会在各种宇宙射线中留下可观测到的印记。在这篇评论中,我们专注于伽马射线,我们认为在各种可能的信使中发挥了明显的作用。我们讨论了最有前途的光谱和空间签名寻找,给出了一个更新的伽马射线搜索DM的当前状态和展望未来的前景。我们还评估了一些细节的影响,一个潜在的信号识别粒子DM模型,以及我们的理解结构的形成。特别强调的是把一个130 GeV的线状信号,最近确定的费米伽马射线空间望远镜的数据的可能的证据。
2012-12-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Quintessential Inflation in Light of ACT DR6
该研究提出一种本质通胀模型,通过单一标量场统一早期和晚期宇宙加速,并在ACT DR6数据下预测了引力波背景的特征。
2025-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph