On Axionic Field Ranges, Loopholes and the Weak Gravity Conjecture
在这个简短的说明中,我们澄清了弱引力猜想对(广义)自然暴胀模型的影响的一些方面。我们特别解决某些技术和概念上的问题,最近提出的严格限制和结论,发现在我们以前的工作(arXiv:1503.04783)。我们还指出了试图规避这些限制所面临的困难。这些新的考虑提高了对我们发现的量子引力约束的理解,并进一步支持了轴子驱动自然暴胀仍然具有挑战性的结论。
2015-04-02 hep-th
Axionic D3-D7 Inflation
本文研究了在K3 × T_2/Z_2上紧化为4D的IIB型弦真空中D3膜在D 7和O 7平面存在下的运动。我们的工作在有效的4D超重力描述如何移动D3相互作用的最轻的体积模量的紧化,包括模量稳定通量的影响。我们寻求由此产生的方程的通货膨胀的解决方案,执行我们的搜索数值,以避免诉诸近似参数化的低能量的潜力。我们考虑从D项和反D3膜的超对称性破坏效应中提升。我们发现了慢卷膨胀(反膜隆起)的例子,移动的D3沿着环形方向移动,从对跖点开始朝D 7-O 7堆叠下降。暴胀子是膜位置和K3体积模的轴子的线性组合,沿暴胀子方向的势与跑道暴胀方向的势的相似性导致谱指数n_s \le 0.95的预测.慢滚对有效超势的大多数特征不敏感,需要十分之一的调谐来确保环面接近正方形。我们还考虑了D-长期通货膨胀与D3接近有吸引力的D 7,但发现,对于广泛的(但不详尽)类参数的条件,慢滚往往不稳定的体积模量。与轴子的情况相反,这类最好的暴胀例子需要精细地调整势参数(比千分之一的水平要多得多),并且只在势的拐点处给出暴胀(因此需要对初始条件进行额外的微调,以避免过冲问题)。
2009-03-03 astro-ph hep-th
Non-Gaussianity from Axionic Curvaton
我们研究了非高斯密度扰动所产生的一个轴曲率,专注于的情况下,曲率坐在附近的山顶的潜力在通货膨胀。这样的山顶曲率可以产生一个红色倾斜的密度扰动谱,而不会引起大场暴胀。我们表明,即使当曲率占主导地位的宇宙,非高斯参数fNL是积极的,并温和地增加到山顶的曲率势,和fNL = O(10)是一个普遍的和强大的预测这样的山顶轴子曲率。特别地,我们发现在标量谱指数ns = 0.94 - 0.99的范围内,非高斯性参数fNL <~ 30 - 40,当曲率质量m_σ= 10 - 10^6 GeV,衰变常数f = 10^{12} - 10^{17} GeV时,fNL = 20 - 40。轴曲率的一个可能的候选者是质量为10 ~ 100 TeV、衰变常数为10^{16}~ 10^{17} GeV的模场的虚部。我们还讨论了极端的情况下,曲率驱动器的第二次通货膨胀,并发现fNL通常小于非通货膨胀的情况下。
2013-03-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
$f(R)$ Gravity Inflation with String-Corrected Axion Dark Matter
一段时间以来,人们都知道,由弦激发的$ν(ϕ)\tilde{R}R$形式的轴子项,也被称为陈-西蒙斯项,不会影响平坦弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙的标量扰动和背景演化。在本文中,我们研究和量化的影响,存在上述术语的背景下,真空$f(R)$。特别地,我们假设在暴胀过程中存在轴向暗物质,并以定量的方式研究了轴向陈-西蒙斯项对张量扰动的影响。轴子场被量化的规范标量场,与破缺Peccei-Quinn对称。将轴子完美地描述为潜在的暗物质候选者的模型是基于所谓的未对准机制,在这种情况下,在$H\gg m_a$早期,轴子被冻结在其非零真空期望值附近。实际上,暴胀时代主要由$f(R)$引力和陈-西蒙斯项控制。正如我们所证明的,陈-西蒙斯项可以实现使一个不可行的$f(R)$引力理论是唯象可行的,由于张量标量比显着减少的事实,这同样适用于张量扰动$n_T$的谱指数。通过研究Starobinsky模型中存在的Chern-Simons项,我们还证明了进一步减少原始引力辐射量的可能性。对宇称破缺引力波、轴子振荡导致的膨胀的优雅退出以及最终在同一$f(R)$引力-轴子暗物质模型中暗能量-膨胀和轴子暗物质的统一等问题也作了简要的讨论。
2019-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Supersymmetric Inflation from the Fifth Dimension
我们发展了一个高尺度暴胀与超引力耦合的超对称双轴子模型,其中轴子结构起源于额外维度中的规范对称性,并受到额外维度中的规范对称性的保护。虽然局部超对称性(SUSY)在高尺度暴胀期间必然是Higgsed的,但我们证明了它在当前时代可以自然地生存到$\sim$ TeV尺度,以解决电弱层次问题。我们证明了在高维规范对称性下,带电场如何在树能级上产生一个合适的轴子暴胀有效势。暴胀的轨迹位于双轴子场空间中最轻的方向,具有周期性的有效势和从根本上亚普朗克动力学产生的有效超普朗克场范围。场空间中较重的方向也起着重要的作用,在暴胀过程中作为超希格斯的主要来源。这个模型提出了一个有趣的相互作用的调谐考虑有关的电弱层次,宇宙学常数和通货膨胀的超势,其中最大的自然有利于超对称性打破附近的电弱标度通货膨胀后。标量超伙伴的轴子暴胀子,“sinflaton”,可以自然有$\sim$哈勃质量在通货膨胀和足够强的耦合到暴胀子调解原始非高斯的可观察强度在未来的21厘米调查。在高维规范对称性下的非最小带电场可以在持续测量的灵敏度范围内对CMB中的周期性调制做出贡献。
2021-06-30 gr-qc hep-ph hep-th
Chromo-Natural Inflation: Natural inflation on a steep potential with classical non-Abelian gauge fields
我们提出了一个由一个轴子标量场耦合到一组三个非阿贝尔规范场组成的暴胀模型。我们的模型的新要求是,规范场开始膨胀与旋转不变的真空期望值(VEV),通过识别SU(2)规范不变性与旋转在三维中保存。规范VEV与轴子的背景值相互作用,导致吸引子的解决方案,表现出缓慢的滚动膨胀,即使轴子衰减常数具有自然值($<M_{\rm Pl}$)。假设一个正弦势的轴子,我们发现,通货膨胀继续,直到轴子潜在的消失。轴子沿其势运动的速度由其与规范VEV的相互作用调制,而不是由其裸势的斜率决定。亚普朗克轴子衰变常数消失小张量标量比预测,一个直接后果的Lyth界。控制轴子和规范场之间相互作用强度的参数需要对$\mathcal{O}$(100)进行技术上自然的调谐。
2012-06-21 astro-ph.CO hep-th
Pure Natural Inflation
我们指出,一个简单的轴子暴胀子耦合到纯Yang-Mills理论的暴胀模型可以给出与当前观测数据完全一致的标量谱指数(n_s)和张量标量比(r).
2017-11-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
N-flation with Hierarchically Light Axions in String Compactifications
我们提出了一个明确的嵌入IIB型弦紧化的轴子N-flation,其中大多数的Kahler模是稳定的微扰效应,所以层次上比相应的N >> 1轴子,其集体动力学驱动通货膨胀。这是在模量稳定的大批量情景框架内实现的。我们的设置可以用来实现一个模型的通货膨胀或精髓,只是通过改变体积的内部空间,控制规模的轴子潜力。这两种情况都预示着超对称性破缺的规模非常大。由于驱动暴胀的N个轻轴子的微扰衰变,在暴胀结束后可以实现标准模型自由度的可行再加热。
2015-07-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Swampland, Axions and Minimal Warm Inflation
以前已经注意到,温暖的通货膨胀是一种可能的方式来实现与dS沼泽地边界兼容的通货膨胀模型。但在这些讨论中,热浴动力学通常在很大程度上是不明确的。我们指出,最近推出的arXiv:1910.07525最小温膨胀,其中一个axionic耦合的暴胀导致一个明确的模型的热浴,产生模型的通货膨胀,可以很容易地适应宇宙观测,同时满足德西特沼泽地的界限,以及沼泽地的距离界限和trans-Planckian审查。
2020-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axionic Wormholes in Metric-Affine Gravity
Hiroshima University(广岛大学)
本文在度量仿射引力框架下研究轴子虫洞作为显式U(1)对称性破坏的来源,通过非最小耦合Holst和Nieh-Yan项增强虫洞作用量,缓解轴子质量问题,并扩大可行参数空间以兼容暴胀约束。
2026-09-17 gr-qc hep-ph hep-th
Natural Inflation and Low Energy Supersymmetry
自然(轴子)暴胀为描述早期宇宙提供了一个动机良好的预测方案。它导致相当大的原始张量模,从而导致暴胀势的高质量标度。天真地说,这似乎与低(TeV)尺度的超对称性不一致,特别是当嵌入超弦理论时。我们表明,低尺度的超对称性是兼容的自然(高尺度)的通货膨胀。这个机制需要两个轴子的存在,这两个轴子是通过弦论的模提供的。
2015-03-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Aligned Natural Inflation: Monodromies of two Axions
自然(轴子)暴胀可以容纳相当大的原始张量模式,但遭受暴胀子场的trans-Planckian变化的必要性。这个问题可以通过对齐的轴子arXiv:hep-ph/0409138的机制来解决,其中对齐的轴子在其他轴子的电势中螺旋下降。我们详细说明的机制,鉴于最近报道的观察BICEP 2合作arXiv:1403.3985。
2014-08-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axionic Wormholes with $R^2$ Correction in Metric and Palatini Formulations
本文研究了在度规和Palatini表述下含 $R^2$ 修正的轴子虫洞对Peccei-Quinn对称性显式破坏的影响,计算了虫洞解并比较了两种表述的差异。
2023-10-23 hep-ph hep-th
Stringy-Running-Vacuum-Model Inflation: from primordial Gravitational Waves and stiff Axion Matter to Dynamical Dark Energy
在以前的工作中,我们推导出了弦宇宙的运行真空模型(RVM),它提供了一个有效的描述从暴胀到现在的时代的四维弦启发宇宙学的演变。在这个“弦RVM”版本的背景下,假设早期宇宙的特征是纯粹的引力自由度,来自无质量的引力弦多重态,包括反对称张量场。后者起着重要的作用,因为它的对偶产生了一个“刚性”的引力轴子“物质”,这反过来又耦合到引力异常项,假设在早期时代是非平凡的。在存在原始引力波(GW)扰动的情况下,这种反常耦合导致类似于RVM的动力学暴胀,而没有外部暴胀子。我们在这里回顾这个框架,并讨论潜在的场景生成这样的原始GW,其中形成不稳定的域壁,最终崩溃的非球对称的方式,引起GW。我们还注意到,在后暴胀时代,当产生适当的势能时,同一类型的“刚性”轴子物质可以提供宇宙中的暗物质(DM)的(一部分),它很可能是超轻的,这取决于弦启发模型的参数。总而言之,RVM暴胀的新(弦)机制保留了原始(更唯象的)RVM的基本结构,以及它的主要优点:即,一种优雅退出和产生大量熵的机制,能够解释视界问题。它还预言了公理暗能量和目前宇宙中存在的本质型温和动力学暗能量(DE),两者都是宇宙演化暴胀阶段的“活化石”。
2020-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axionic Festina Lente
本文将 Festina Lente 猜想扩展至 II 型弦理论中的轴子样粒子,提出 aFL 界限,证明瞬子作用量与轴子衰变常数乘积受真空能下界约束,并探讨其对虫洞暴胀与轴子-光子耦合等现象学的约束意义。
2023-01-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
New potentials for string axion inflation
在Calabi-Yau流形上紧化的IIB型超弦理论框架下,提出了一种新的具有复结构模的轴子暴胀。暴胀子被确定为复结构模的轴子,其势源自通过镜像卡-丘流形的周期向量出现的瞬时修正。通过引入瞬变修正和某些三自通量,将轴对称位移分解为离散对称。我们提出的通货膨胀情景与Kähler模量稳定是相容的。本文还研究了复结构模膨胀情况下的典型再加热温度。
2017-05-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
High scale inflation, model-independent string axion, and QCD axion with domain wall number one
最近的BICEP 2结果表明,宇宙曾经经历过大统一尺度能量密度的真空。隐含的高尺度暴胀使公理系统的拓扑缺陷、弦和畴壁的稀释思想无效。特别地,如果存在畴壁数大于1的畴壁问题,则畴壁是灾难性的。我们认为,弦紧化中的模型无关轴子具有反常U(1)规范对称性,用对称性原理自然地解决了畴壁问题。
2014-09-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Warping the Weak Gravity Conjecture
如果弱引力猜想成立,那么它通过将轴子衰变常数限制在次普朗克范围内,排除了自然暴胀的简单模型。我们重新审视了实现自然暴胀的弦的尝试,在一个弯曲的喉咙里,从D膜中得到一个开弦的公理暴胀子。我们表明,翘曲允许所需的超普朗克轴子衰变常数实现一致的弱引力猜想。然而,在大的轴子衰变常数和高的弦尺度之间存在着张力,在所有使用微扰弦论实现大场暴胀的尝试中,都很难达到所需的高弦尺度。根据我们的结果对广义弱引力猜想作了评论。
2015-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Strong Dynamics and Natural Inflation
我们继续研究D-膜II型紧化中闭弦轴子的四维有效场论。包含轴子的Stückelberg耦合需要在D膜交叉处存在手征费米子,其在强非阿贝尔规范耦合下的相互作用诱导轴子和标量手征凝聚激发的质量项,称为infladron。该装置允许实现自然的通货膨胀与一个封闭的弦轴子作为暴胀子和一个扁平的标量势由于更大质量的infladron的反反应。我们进一步指出,这个大场暴胀模型是不妥协的轴子虫洞修正。
2018-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Recent progress on inflation and dark energy from string theory
Università di Bologna(博洛尼亚大学);INFN, Sezione di Bologna(意大利国家核物理研究所博洛尼部分所)
本文综述了弦理论在早期和晚期宇宙学中的模型构建进展,重点介绍了一类由IIB凯勒模驱动的通胀模型,探讨了重加热机制及暗辐射的产生,并分析了德西特真空与五力模型的现状及动态暗能量模型的挑战。
2026-04-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effective treatment of U(1) gauge field and charged particles in axion inflation
具有陈-西蒙斯耦合的轴子暴胀子可以同时产生U(1)规范场和带电粒子。为了考虑带电粒子对规范场的反作用,我们将感应电流看作有效电导率和有效磁导率,从而得到规范场的平衡解.引入平均场近似,数值求解自洽方程,我们发现规范场的振幅被大大抑制。有趣的是,随着产生效率的提高,带电粒子从暴胀子中获得了更大部分的转移能量,并最终占据主导地位。我们的形式主义提供了一个基础,将这类暴胀模型连接到丰富的现象学,如重子生成和磁生。
2022-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Swampland Conjecture and F-term Axion Monodromy Inflation
我们继续研究弦论中的F项轴子单值暴胀,同时认真考虑模稳定化问题。对于一些封闭和开放的字符串模型,我们表明,他们遭受严重的控制问题,一旦试图实现trans-Planckian场漂移。更确切地说,如果不离开有效超引力理论的控制范围,就不能进行将场距离的对数标度延迟到跨普朗克值所需的通量调谐。我们的发现与精化沼泽地猜想的轴子扩展是一致的,说明在量子引力中,有效理论在超过普朗克尺度的场漂移中失效。我们的分析表明,模型的F-项轴子单值膨胀与张量标量比$r\ge O(10^{-3})$不能参数控制。
2017-03-27 hep-th
Axiology
轴子对于解决强CP问题和解释宇宙中的冷暗物质可能起着至关重要的作用。此外,它们可能在早期宇宙的暴胀模型的制定中找到应用,并可以作为精髓的候选者。我们表明,所有这些现象都可以在一个单一的框架内描述,表现出特定的模式的质量尺度:轴跷跷板。我们还讨论了超对称性(susy)在这个轴子系统中的作用,在两个具体的例子:弱规模susy(多)TeV范围和tele-susy的崩溃规模符合QCD轴子的衰变常数:$f_a\sim 10^{11}-10^{12}$ GeV。
2012-09-05 hep-ph hep-th
Natural Inflation with Natural Trans-Planckian Axion Decay Constant from Anomalous $U(1)_X$
我们提出了一个自然膨胀模型驱动的一个假想的或轴分量的凯勒模量在字符串启发的超引力。在反常的$U(1)_X$对称性下测量了轴子的位移对称性,这导致了依赖于模的Fayet-Iliopoulos(FI)项。物质场由F项稳定,模的实部由$U(1)_X$ D项稳定,而其轴子保持轻。因此,模的实部和虚部的质量在不同的尺度下被分离。自然暴胀的标量势由非微扰效应产生的超势实现。在这个模型中,可以自然地得到与BICEP 2观测相拟合所需的trans-Planckian轴子衰变常数。
2014-07-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axions, Black Holes and the Detection of Gravitons: from Astrophysics to Cosmology
University of Valencia(瓦伦西亚大学);CSIC(西班牙国家研究委员会);National Technical University of Athens(雅典国立技术大学);King's College London(伦敦国王学院)
研究通过旋转黑洞附近的轴子云产生纠缠压缩引力子态,探讨其在天体物理和宇宙学中的探测可能性及对宇宙学参数的约束。
2025-12-16 gr-qc hep-th
Instability in axion inflation with strong backreaction from gauge modes
我们进行了分析研究的模型,其中暴胀,通过一个轴耦合到$U(1)$规范场,导致放大的规范场模式,强烈的反作用于其动力学的背景解的稳定性。为此,我们研究了与暴胀子零模耦合的规范场模的演化,微扰地处理暴胀子速度与其平均场值的偏差。只要系统是在强反作用制度,我们发现,暴胀子速度执行振荡的振幅增加的值,它会在近似的恒定速度,确认已观察到的数值研究中的不稳定性。
2022-09-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Completing Natural Inflation
如果暴胀子是一个赝标轴子,轴子位移对称性可以保护它的势的平坦性免受太大的辐射修正。这种可能性被称为自然暴胀,需要一个大于(约化)普朗克尺度的轴子尺度。目前还不清楚如此高的数值是否与有效场论描述相容,也不清楚整体的轴对称性是否能经受住量子引力的影响。我们提出了一种机制,提供了一个有效的大轴子规模,虽然原来的是次普朗克。该机制是基于两个轴子的存在,由两个异常规范群提供的潜力。有效的大轴子尺度是由于轴子与反常群之间的耦合几乎精确对称。我们还评论了一个可能的实现杂种弦论。
2004-09-12 astro-ph hep-ph hep-th
The CMB asymmetry from inflation
Erickcek、Kamionkowski和Carroll在2008年提出,CMB的偶极调制可能是由于场$ϕ$的非常大尺度的扰动引起的原始曲率扰动。我们使用较弱的假设和当前数据重复他们的计算。如果$ϕ$是{ \em any}单场暴胀的具有吸引子行为的暴胀子,则不对称性几乎肯定太小。相反,如果$ϕ$是{ \em any}曲率类型字段(即,\一个具有正则动力学项和在膨胀期间可忽略的影响),如果等边构型中的$|\fnl|$对于$k\mone=1\Gpc$是$\simeq 10$,对于$k\mone=1\Mpc$是$\lsim 3$,则不对称性可以与观察一致。显然,具有这些性质的$\fnl$可以从具有轴子势的曲率得到。在任何特定的曲率型模型中,产生不对称性所需的函数$\fnl(k_1,k_2,k_3)$都可以确定,并且可能已经被现有的普朗克或WMAP数据证实或排除。
2013-06-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Winding out of the Swamp: Evading the Weak Gravity Conjecture with F-term Winding Inflation?
我们提出了一个新的大场暴胀模型,沿着两个轴子场的场空间中的一个弯曲的轨迹,其中的“轴子”起源于在大的复杂结构的Calabi-Yau 3-fold的复杂结构模扇区。绕组的轨迹产生固定的一个组合的轴子的批量通量,并允许transplanckian有效的字段范围。暴胀子势来自于对几何的小的“瞬时”修正,并实现自然暴胀。通过在两个复结构模量的大复结构区域中工作,可以使暴胀子势次占优而无需剧烈调谐。我们还讨论了最近的transplanckian轴子周期性的“不去定理”对我们的工作的影响。有趣的是,我们的结构似乎实现了arXiv:1503.00795和arXiv:1503.04783中指出的一个漏洞:我们的结构是一个大场暴胀的弦论模型的候选者,它与弱引力猜想的温和形式相一致。
2015-08-04 astro-ph.CO hep-th
Roulette Inflation with Kähler Moduli and their Axions
我们研究了基于IIB型弦论“大体积”通量紧致化的2-场暴胀模型。暴胀子的作用是由对应于4圈体积的凯勒模τ和它的轴子伙伴θ来扮演的。与Calabi-Yau流形的选择相关的自由度以及定义势V(τ,θ)和模量的动力学参数的非微扰效应为低能景观中的理论先验概率带来了不可避免的统计元素。(τ,θ)初始条件的进一步随机性允许大的轨迹系综。历史系综的特征包括"轮盘拖拉机“,在滚动轴子的方向上具有持久的暴胀,e折叠的数量比那些限制在τ槽中的e折叠的数量要多。势的渐近平坦性使得永恒的随机自再生暴胀成为可能。各种势和暴胀子轨道与宇宙微波背景和大尺度结构数据相一致。特别是,尽管有一个几乎临界的de Sitter减速参数,因此相对于标量曲率功率,重力波功率较低,但可以实现所观察到的标量倾斜与弱运行或不运行。
2006-12-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Warm Hybrid Axion Inflation in $α$-Attractor Models Constrained by ACT and Future Plan experiments
Hubei Polytechnic University(湖北理工学院);National University of Sciences and Technology(国立科技大学);COMSATS University Islamabad(科曼扎特斯伊斯兰堡大学);National Centre for Physics(国家物理中心)
在ACT和未来计划实验约束下,研究了α-吸引子模型中warm hybrid inflation的热耗散机制,发现其标量谱指数和张量比在不同耗散条件下均符合观测约束。
2026-01-15 gr-qc hep-ph hep-th
Inflating in a Better Racetrack
我们提出了一个新版本的跑道暴胀方案,与我们原来的方案不同,它是基于IIB型弦论的显式紧化:卡-丘流形P^4_[1,1,1,6,9]。轴子-介子和所有复杂的结构模都是由通量稳定的。剩余的2个Kahler模量稳定的非微扰超势,这已明确计算。对于这个模型,我们确定的两个Kahler模量的轴部分的线性组合作为一个暴胀的情况。和我们前面的情形一样,暴胀开始于标量势的鞍点,并作为一个永恒的拓扑暴胀进行。在一定的暴胀参数范围内,我们得到了度规扰动的COBE归一化谱和M = 3 × 10^{14} GeV的暴胀尺度。我们讨论了模型参数的可能变化,并认为人择因素有利于那些导致暴胀扰动的近似平坦谱的参数,在我们的情况下,其特征在于谱指数ns = 0.95。
2006-05-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Axion Inflation in Type II String Theory
在N=1超对称的IIB型紧化的背景下讨论了由大量轴子场驱动的暴胀模型。在紧致几何中,暴胀子作为R-R双形式的标量模出现在消失双圈上。消失的周期被解决的小的两个体积或NS-NS B-场,坐在一起的同一超多重态的暴胀子。弦世界表包裹消失的循环纠正R-R膨胀的度量。它们可以帮助产生接近普朗克尺度的动力学项,以及在暴胀期间轴子和它们的非轴子伙伴之间的质量等级。在小弦耦合下,D-膜修正在R-R暴胀子的度规中是次要的。然而,一个轴子势可以由D1瞬子或D5膜上的高吉诺凝聚产生。具有足够大数量的轴子的模型允许混沌暴胀区域,这种区域可以延伸到整个轴子场范围,以获得来自高根诺凝聚的势。这些模型可以允许可能检测到的张量与标量比高达r<0.14的引力波。
2008-02-06 astro-ph hep-ph hep-th
Quantum Anomalies in String-Inspired Running Vacuum Universe: Inflation and Axion Dark Matter
在这封信中,我们进一步阐述了宇宙学的“运行真空”型宇宙模型,作者以前提出的一个字符串启发的有效理论的背景下,在存在的Kalb-Ramond(KR)引力轴子场,从反对称张量的无质量引力弦多重态下降。在这个领域的存在下,它有异常的CP违反与引力子的相互作用,原初引力波诱导引力异常,这反过来是负责的外观的$H^2$和$H^4$的真空能量密度的贡献,这些条款是通用的“运行真空模型(RVM)型”的特征,其中$H$是哈勃参数。在这项工作中,我们详细证明了$H^4$条款的出现,由于引力异常诱导的凝聚在能量密度的原始宇宙,它可以自洽地诱导通货膨胀,并随后退出,根据RVM的一般特征。我们还主张赞成我们的结果,这是来自一个有效的低能量场论的方法,对紫外线完成的理论的鲁棒性。在辐射和物质占主导地位的时代,引力异常抵消了,这是量子物质/辐射场论一致性的要求。然而,手征和QCD-轴子型异常的生存和宇宙中的宇宙磁生和轴子暗物质的重要后果。最后,本文提出的弦RVM方案预测了当前宇宙中类似于精粹的动力学暗能量,这与现有的这种模型对观测的拟合分析是一致的
2020-02-26 gr-qc hep-ph hep-th
Enhancement of the Axion Decay Constant in Inflation and the Weak Gravity Conjecture
基于单一余弦势的轴子暴胀模型要求轴子衰变常数$f$的大小是超普朗克的。然而,$f > M_{Pl}$不受弱引力猜想(WGC)的青睐。然后,我们可以问,是否可以构造符合WGC的轴子暴胀模型。在这项工作中,我们假设WGC的微观拉格朗日,使$f < M_{Pl}$。然而,暴胀是由一个远低于普朗克尺度的有效拉格朗日量控制的,其中暴胀子是一个与有效衰变常数$f_e$相关的有效轴子场,该常数可能与$f$非常不同。在这项工作中,我们提出了一个相干增强机制(CEM)的慢滚膨胀控制的平坦的潜力,可以产生$f_e \gg M_{Pl}$,而$f < M_{Pl}$。在分析中,我们认为景观的手征领域下收取的$U\left(1\right)$全球移动对称性,并考虑破缺的$U\left(1\right)$对称性的瞬子型对称性破缺条款。在破缺相中,有一个轻的赝南布-戈德斯通玻色子(pNGB)充当暴胀子。我们表明,与适当的选择对称性破缺项的暴胀子潜在的是一个叠加的许多余弦和条件,它们产生一个平坦的潜力允许一个增强$f_e$,使$f_e / M_{Pl} \gg 1$。我们讨论的效用,这种机制的各种暴胀模型起源于超对称性和超引力。相干增强机制允许人们通过扩展视界出口发生的场点附近的势,并将扩展系数与自然暴胀的扩展系数相匹配,将具有任意势的暴胀模型简化为有效的自然暴胀模型,即具有单个余弦。
2019-06-06 hep-ph hep-th
Gravitational Waves from Axion Monodromy
大场暴胀可以说是慢卷暴胀最简单、最自然的变体。Axion monodromy可能是实现这种情况的最有前途的框架。作为其定义特征之一,长程多项式势具有短程瞬变调制。这些可以在后暴胀区域的潜力引起一系列的局部极小值。我们表明,对于某些参数的选择,暴胀子填充一个以上的这些真空内一个单一的哈勃补丁。这对应于动态相分解,类似于热一阶相变过程中发生的情况。在随后的气泡壁碰撞过程中,最低的轴子极小值最终占据了所有空间。我们的主要结果是,这个剧烈的过程产生了引力波,非常像一阶相变的情况。我们计算信号的能量密度和峰值频率,其可以位于mHz-GHz范围内的任何地方,可能在下一代干涉仪的范围内。我们还注意到,这种“动力学相分解”现象及其引力波信号是更普遍的,并可能适用于其他的膨胀或再加热方案与轴子和调制的潜力。
2016-07-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Flat Monodromies and a Moduli Space Size Conjecture
我们研究如何超普朗克轴子可以出现时,IIB型3-形式的通量被用来限制一个两个轴子场空间的一维缠绕轨迹。如果人们不试图解决众所周知的复杂问题,如卡勒模量稳定,超对称性破坏和通货膨胀,这可以做得非常明确。我们表明,通量的存在下产生平坦的单值的模空间,因此我们称之为“单值的模空间”。虽然我们确实发现了长的轴子轨迹,但它们是非测地线的。此外,测地线的长度仍然高度限制,尽管(有限)单值群引入的流量。我们试图用“模空间大小猜想”来表述这一点。有趣的数学结构出现在相关的空间原来是基本域的同余子群的模群。此外,弦论中暴胀的新观点也出现了。
2018-02-28 hep-ph hep-th
Quantum Computing for Inflationary, Dark Energy and Dark Matter Cosmology
宇宙学正处于一个快速发现的时代,特别是在与暗能量、暗物质和暴胀有关的领域。量子宇宙学以量子力学的方式处理宇宙学,当需要考虑量子效应时,尤其是在非常早期的宇宙中,量子宇宙学是很重要的。量子计算是一种新兴的计算方法,它擅长模拟量子系统。量子计算在模拟量子宇宙学时可能有一些优势,特别是因为引力的欧几里德作用从下而上是无界的,使得蒙特卡罗模拟的实现存在问题。在本文中,我们提出了几个应用量子计算的宇宙学的例子。其中包括一个与卡鲁扎-克莱因理论相关的暗能量模型,一个用自相互作用规范场或共形标量场描述暗扇区的暗物质模型,以及一个具有慢滚势的暴胀模型。我们在IBM QISKit软件框架中实现量子计算,并展示了如何应用变分量子本征求解器(VQE)和演化哈密顿(EOH)算法来求解Wheeler-DeWitt方程,该方程可用于在迷你超空间近似下描述宇宙学。我们发现与经典计算结果非常吻合,并描述了不同的量子算法的准确性。最后,我们讨论了这些方法如何可以扩展到更大的问题,超越了量子计算机可能超过经典计算的性能的迷你超空间近似。
2021-06-17 gr-qc hep-th quant-ph
Chirality of Gravitational Waves in Chern-Simons $f(R)$ Gravity Cosmology
本文将考虑一个轴子Chern-Simons修正的$f(R)$引力理论框架,并研究所产生的原初引力波的手征性。特别地,我们将考虑两个主要的轴子模型,正则未对准轴子模型和动力学轴子模型,这两个模型都提供了一个有趣的粒子唯象学,在膨胀拉格朗日量中存在$R^2$条款。在暴胀时期,轴子对背景演化没有显著影响,暴胀时期完全由$R^2$引力控制。然而,由于陈-西蒙斯项的存在,张量扰动直接受到影响,我们的目的是揭示陈-西蒙斯项对引力波模式的影响程度,对于两种轴子模型。我们的目标是产生分析描述的原始张量模式的行为,因此,我们解析地解决张量模式的演化方程,为近德西特原始演化控制的$R^2$重力。我们着重对超视界和亚视界模式进行了分析研究。对于未对准模型,我们能够产生视界下和视界上模式的解析解,在这种情况下,我们发现了圆偏振函数的行为。我们的结果表明,产生的张量谱是强手征的。然而,对于动力学轴子模型,只得到了超视界模式的解析解。为了掌握张量模的手征性行为,我们研究了超视界模的手征性,但是需要更完整的研究,这是不可能的,虽然分析。
2022-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Basic Principles of 4D Dilatonic Gravity and Some of Their Consequences for Cosmology, Astrophysics and Cosmological Constant Problem
本文提出了一类简单的标量-张量引力模型,它只有一个标量场($Φ$上的标量场)和一个未知函数(宇宙势$U(Φ)$)。这些模型可以被认为是一个弦的启发与破碎的超对称性。它们具有以下基本性质:1)正膨胀子质量$m_Φ$和正宇宙学常数$Λ$定义了两个极其不同的尺度。所考虑的模型与已知的实验事实,如果$m_Φ> 10^{-3} eV$和$Λ=Λ^{obs}\sim 10^{-56} cm^{-2}$是一致的。2)严格满足爱因斯坦弱等效原理,并利用“基本常数不变”原理的新形式将其推广到标量-张量引力理论。3)该子同时扮演暴胀场和精粹场的角色,产生一个有序的超暴胀,并优雅地退出到渐近de Sitter时空,该时空是一个吸引子,用$\exp(-\sqrt{3Λ^{obs}} ct/2)$来逼近.充盈持续时间为$Δt_{infl} \sim m_Φ^{-1}$。4)超高频($ω_Φ\sim m_Φ$)电子振荡发生在渐近状态。5)没有微调。(The一般类型的Robertson-Walker解具有上述性质。6)宇宙学常数问题的一种新的调整机制似乎是可能的:弦框架中的巨大宇宙学常数值在过渡到唯象框架后被量子重新标度到它的观测值。
2002-07-02 astro-ph gr-qc hep-ph
Implications of Einstein-Maxwell dilaton-axion gravity from the black hole continuum spectrum
弦激发的模型可以作为潜在的候选人,以取代GR在高能量制度,量子引力预计将发挥至关重要的作用。这种模型不仅可以解释引力的紫外性质,而且在解决暗物质和暗能量等问题上也显示出很好的前景,这些问题在GR的框架内无法得到充分的解决。这是这项工作的核心是一个这样的字符串启发模型产生的低能量有效作用的杂波弦论与有趣的影响,暴胀宇宙学和宇宙后期加速。因此,重要的是要调查的作用,这样的理论在解释天体物理观测,例如,连续谱的黑洞,预计将持有丰富的信息有关的背景度量。Kerr-Sen时空对应于EMDA引力中精确的、静止的、轴对称的黑洞解,具有源自轴场的轴荷和角动量。本文采用Novikov \& Thorne的薄吸积盘模型,计算了Kerr-Sen背景下类星体周围吸积盘的理论能谱。然后用它来评估80个帕洛马-格林类星体样本的光学亮度的理论估计,随后将其与可用的观测结果进行比较。我们基于$χ^2$分析的结果表明,类星体的光学观测更倾向于使用介子参数$r_2\sim 0.2$,这一结果也得到了其他误差估计的进一步证实,Nash-Sutcliffe效率、一致性指数及其修正版本。我们进一步报道了类星体的光学数据不支持强自旋荷($r_2>1.6$),并估计了类星体的自旋。
2020-10-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th