$\mathbfμ$-Hybrid Inflation and Metastable Cosmic Strings in $\mathbf{SU(3)_c\times SU(2)_L\times SU(2)_R \times U(1)_{B-L}}$
在左右对称模型框架内发展了 $\mu$-混合暴胀图景，通过引入 $R$-对称性破缺项实现了两阶段对称性破缺、暴胀、轻子生成、亚稳态宇宙弦与引力子暗物质，且符合观测与再加热温度约束。
2025-04-20 hep-ph
Supersymmetric hybrid inflation and current-carrying metastable cosmic strings in $SU(4)_c \times SU(2)_L \times U(1)_R$
Quaid-i-Azam University（奎德·阿扎姆大学）；Islamic University of Madinah（麦地那伊斯兰大学）；University of Delaware（特拉华大学）
该研究构建了基于平移$\mu$-混合暴胀的超对称模型，产生携带右手中微子零模的超重亚稳态宇宙弦，其随机引力波背景与PTA和LIGO数据一致，且暴胀参数符合观测。
2025-10-25 hep-ph hep-th
Gravitational Waves from Metastable Cosmic Strings in Supersymmetric New Inflation Model
本文提出一个R-不变超对称新暴胀模型，通过两步对称性破缺产生亚稳态宇宙弦网络，预测的弦张力与PTA数据一致，并要求低再加热温度以抑制非热引力子产生，从而产生独特的引力波特征。
2025-04-03 astro-ph.CO hep-ph
Sneutrino Tribrid Inflation, Metastable Cosmic Strings and Gravitational Waves
本文基于最小超对称标准模型（MSSM）的规范$U(1)_{B-L}$扩展，成功地实现了超中微子三体暴胀模型。一个涉及$B-L$希格斯场和右手中微子的相互作用项有多种用途。其中包括产生右手中微子的重马约拉纳质量，通过跷跷板机制为微小的中微子质量提供解释，再加热和非热leptogenesis的再加热温度低至$10^6$ GeV的现实场景，以及成功实现以右手中微子作为暴胀子的暴胀。有助于避免质子快速衰变的物质宇称作为$U(1)$ $R$ -对称性的$Z_{2}$子群而存在。根据模型参数的选择，产生了以下预测范围的张量与标量比$3 \times 10^{-11}\lesssim r\lesssim 7\times 10^{-4}$（$ 6 \times 10^{-7} \lesssim r \lesssim 0.01 $），以及标量光谱指数$-0.00022 \lesssim dn_s/d\ln k \lesssim -0.0026$（$-0.00014 \lesssim dn_s/d\ln k \lesssim 0.005$）的运行，以及在标量光谱指数$n_s =0.966$的中心值处计算的$B-L$破坏尺度$ 3 \times 10^{14}\lesssim M/ \text{GeV}\lesssim 5 \times 10^{15}$（$ 6 \times 10^{15}\lesss…
2021-11-16 hep-ph
Higgs Inflation via the Metastable Standard Model Potential, Generalised Renormalisation Frame Prescriptions and Predictions for Primordial Gravitational Waves
本文研究基于亚稳态标准模型势的希格斯暴胀模型，推广重整化标架设定，发现标量谱指数$n_s$与张标比$r$存在明确关联，模型可兼容早期暗能量的哈勃张力解，能通过下一代CMB极化实验检验。
2024-10-30 hep-ph
Inflation, superheavy metastable strings and gravitational waves in non-supersymmetric flipped SU(5)
本研究基于非超对称翻转SU(5)混合暴胀模型，解释了超重弦在暴胀中存活而磁单极子不存活的机制，其亚稳态弦辐射的引力波谱符合NANOGrav和LIGO-VIRGO观测数据，并给出了质子寿命的理论估计值。
2024-01-28 astro-ph.CO hep-ph
Attraction towards an inflection point inflation
许多高能物理模型都具有亚稳真空。可以想象的是，宇宙在其演化的早期阶段可能被困在这样一个虚假的真空中，而不管它的起源和先前的历史如何。随之而来的虚假真空膨胀导致了一个寒冷而空虚的宇宙，并有一个通用的优雅退出问题。我们证明了沿着最小超对称标准模型（MSSM）的平坦方向的拐点暴胀可以通过使从假真空中成核出来的气泡暴胀来解决这个优雅退出问题。重要的一点是，MSSM暴胀的初始条件可以自然实现，这是由于朝向拐点的吸引子行为。我们详细研究了这些问题，并提出了一个例子，亚稳态真空，因此虚假的真空膨胀，可以发生在MSSM。
2008-06-27 astro-ph gr-qc hep-ph
ISS-flation
暴胀可能发生在大质量超对称QCD的亚稳超对称破缺真空中。我们探讨的参数范围内的慢卷膨胀和长寿命的亚稳态超对称性破缺可能同时实现。在这种背景下，慢卷暴胀的结束与全局对称性的自发破缺相吻合，这可能会通过不均匀的预热引起显著的曲率扰动。这种在暴胀结束时的自发对称性破缺可能会产生可观察到的非高斯性，将这种情况与更传统的超对称混合暴胀模型区分开来。
2008-01-14 astro-ph hep-ph hep-th
Higgs-inflaton coupling from reheating and the metastable Universe
目前的希格斯玻色子和顶夸克数据有利于我们真空的亚稳态，这就提出了为什么宇宙选择了一个能量不受欢迎的状态，并在暴胀期间保持在那里的问题。在这封信中，我们指出，这些问题可以解决希格斯-暴胀子耦合出现在现实的暴胀模型。由于暴胀子必须直接或间接地耦合到标准模型粒子，因此即使在树的水平上不存在这种耦合，这种耦合也是辐射产生的。因此，希格斯场的动力学可能会发生巨大的变化。
2015-12-07 astro-ph.CO hep-ph
Spontaneous parity breaking and supersymmetry breaking in metastable vacua with consistent cosmology
研究了在亚稳真空中实现超对称破缺的左右对称模型中宇称自发破缺与成功宇宙学的相容性。我们表明，由于这种打破形成的畴壁可以被删除，由于普朗克尺度抑制条款，提供的奇偶校验打破规模$M_R$被限制保持小于$10^{10}-10^{11}$ GeV。确保亚稳态是自然实现的，即使整个机制在低尺度下运行，在TeV尺度的几个数量级内。将$M_R$取到允许的最高值，接近暴胀后可接受的再热温度，需要超对称量子色动力学（SQCD）的磁相在暴胀结束前就已经出现。
2012-01-06 hep-ph hep-th
T-Model Higgs Inflation and Metastable Cosmic Strings
本文在超对称左右模型中结合T模型希格斯暴胀，提出亚稳态宇宙弦的形成机制，用以解释PTA随机引力波背景，并兼顾轻子生成、μ问题与规范耦合统一。
2025-01-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Explaining PTA Results by Metastable Cosmic Strings from SO(10) GUT
本研究详细分析了一类嵌入暴胀的超对称SO(10)大统一模型，其暴胀末期产生的亚稳态宇宙弦形成的纳赫兹随机引力波背景可解释2023年PTA结果，且最低破缺能标与PTA暗示范围吻合。
2024-09-17 astro-ph.CO hep-ph
Gravity Waves and Proton Decay in Flipped SU(5) Hybrid Inflation Model
我们在翻转的$SU(5)$模型的背景下重新讨论了超对称混合暴胀。在最小超势和最小Kähler势以及$(1 - 100)$ TeV量级的软超对称质量的情况下，与普朗克数据的兼容性产生了接近$(2 - 4) \times 10^{15}$ GeV的翻转$SU(5)$的对称破缺标度$M$。这与Super-Kamiokande协作组从质子衰变搜索中获得的下限$M \gtrsim 7 \times 10^{15}$ GeV不一致。我们展示了如何$M$接近统一尺度$2\times 10^{16}$ GeV可以调和与超对称混合通货膨胀采用非最小凯勒潜力。质子衰变为$e^+ π^0$，估计寿命为$10^{36}$年。在这种情况下，张量与标量之比$r$可以接近可观察值$\sim 10^{-4} - 10^{-3}$。
2018-04-07 hep-ph
Induced gravitational waves, metastable cosmic strings and primordial black holes in GUTs
本文研究翻转SU(5)混合暴胀模型中亚稳态宇宙弦与水滴相变产生的两类引力波，其联合频谱符合PTA观测，并预言了质量约10^29克、可由引力透镜实验检验的原生黑洞。
2024-12-31 astro-ph.CO hep-ph
GUT Inflation and Proton Decay after WMAP5
我们使用Coleman-Weinberg势和Higgs势来实现非超对称大统一理论（GUT）中的暴胀，如SU（5）和SO（10）。为了实现接近0.96的标量谱指数，如最新的WMAP 5年分析所示，可观测到的暴胀的能量尺度是$10^{16}$ GeV。这意味着一个类似量级的大统一体对称性破缺尺度，以及$10^{34}$ - $10^{38}$年量级的质子寿命。在某些含有轴子暗物质的SO（10）模型中，标量轻夸克玻色子交换导致质子衰变，寿命为$10^{34}$ - $10^{35}$年.
2008-10-20 astro-ph hep-ph
F-Term Hybrid Inflation, Metastable Cosmic Strings and Low Reheating in View of ACT
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）
本文研究了在左-右统一理论中元稳定宇宙弦的形成，通过F-项混合膨胀稀释这些单极子，并探讨了低再加热温度与ACT数据的兼容性。
2026-03-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion Inflation, Proton Decay and Leptogenesis in $SU(5)\times U(1)_{PQ}$
我们在一个非超对称SU（5）模型中实现暴胀，该模型基于轴子场与引力的非最小耦合。等曲率波动被充分抑制，轴子组成的暗物质，质子寿命估计的顺序为8 e34 - 3e 35年，所观察到的重子不对称性产生通过非热leptogenesis。低标度有色标量的存在确保了标准模型规范耦合的统一，也有助于稳定电弱真空。
2018-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Global-Local Duality in Eternal Inflation
我们证明了光锥时间截止的多重宇宙定义相同的概率作为一个因果补丁的初始条件在最长寿命的亚稳真空。这就建立了两种永恒暴胀测度的完全等价性，它们看起来非常不同（尽管两者都是由全息术激发的）。这种对偶性可以追溯到我们所确定的一种潜在的几何关系。
2009-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Examining the end of inflation with primordial black holes mass distribution and gravitational waves
我们明确地构造了一个双场暴胀模型，该模型在宇宙微波背景辐射（CMB）尺度下满足最新的普朗克约束，并在质量范围$10^{-17}~M_{\odot}\lesssim M_{{}_{\rm PBH}}\lesssim 10^{-13}~M_{\odot}$内产生了原始黑洞（PBH）的整个暗物质能量密度.在慢卷膨胀结束后，由在膨胀过程中成核的真真空气泡可以产生PBH。在这个质量范围内获得PBH会使暴胀的尺度非常低，$10^{-7} \lesssim H \lesssim 10^{-3} ~{\rm GeV}$，这使得在CMB尺度上观测引力波的努力是徒劳的，尽管它足够高，可以允许成功的大爆炸核合成。我们将证明，PBH的质量分布形状取决于暴胀如何结束，宇宙如何从亚稳态方向稳定到真正的方向。暴胀的结束也可以通过检查引力波谱来探测。特别是，我们表明，如果退出从滚动亚稳方向的真正真空的潜力发生通过一阶相变后，慢滚膨胀结束，它留下了随机引力波背景（SGWB），这是潜在的可观察的激光干涉仪空间天线。从暴胀结束时检查PBH和可能的SGWB的质量分布，我们可能能够获得关于暴胀结束的宝贵信息。
2021-06-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Minimal Supersymmetric Hybrid Inflation, Flipped SU(5) and Proton Decay
最小超对称混合暴胀利用一个正则Kahler势和一个可重整化的超势，该超势通过施加U（1）R-对称性而唯一确定。在计算标量谱指数$n_s$时，我们考虑了辐射和超重力修正引起的树能级势的修改，以及软超对称破缺项与允许暴胀子的负软质量平方项的贡献。所有这些贡献都在实现WMAP优选的0.96-0.97范围内的$n_s$值方面发挥作用。U（1）R对称性在翻转SU（5）中起着重要的作用，它消除了麻烦的五维质子衰变。质子通过六维算符衰变为$e^+ π^0$，这是由超重规范玻色子交换产生的，其寿命为$10^{34}$ - $10^{36}$年。
2009-12-24 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on modular inflation in supergravity and string theory
我们进行了一般的代数分析的可能性实现慢卷通货膨胀的模部门的字符串模型。这个问题与承认具有非负宇宙学常数的亚稳真空的模型的特征密切相关。事实上，我们证明了可行的暴胀轨道存在的条件是亚稳德西特真空存在的条件的变形。这个条件取决于暴胀尺度和引力子质量之间的比率，并且随着这个参数的增加而变得更强。在任意超引力模型进行一般性研究后，我们分析了我们的结果在几个例子中的影响。更具体地说，在杂种优势和orientifold弦紧的情况下，在大容量限制的卡-丘，我们表明，可能存在完全可行的模型，允许通货膨胀和稳定。此外，我们表明，子领导的修正打破了这些模型共享的无标度属性总是允许慢卷通货膨胀，但与通货膨胀规模抑制相对于引力子规模。比引力子尺度更大的暴胀尺度也可以在更严格的条件下实现，并且只适用于某些类型的紧化。
2008-08-25 astro-ph hep-ph hep-th
Primordial monopoles, proton decay, gravity waves and GUT inflation
我们考虑非超对称的大统一理论暴胀模型，在这种模型中，由于伴随的对称破缺所经历的e-折叠的数量有限，中等质量的单极子可能会在暴胀中幸存下来。因此，一个可观测到的原始磁单极子通量，相当于或低于帕克极限几个数量级，可能存在于星系中。对于可观测的通量水平，与中间对称性破缺相关的质量尺度是$10^{13}$ GeV，相应的单极子重一个数量级左右。基于$SO(10)$和$E_6$的例子产生了这样的中等质量的单极子，它们分别携带两个和三个单位的狄拉克磁荷。对于由具有科尔曼-温伯格势或希格斯势的规范单重标量场驱动的大统一理论暴胀，与标量谱指数的普朗克测量的兼容性产生了哈勃常数（在宇宙尺度的视界出口期间）$H \sim 7$ - $9\times10^{13}$ GeV，张量与标量之比$r$预测为$\gtrsim0.02$。还提供了超重规范玻色子介导的衰变的质子寿命估计。
2015-12-07 astro-ph.CO hep-ph
Grand Unification Higgs-$\mathcal{R}^2$ Inflation: Complementarity between Proton Decay and CMB Observables
Marmara University（马尔马拉大学）；Ankara University（安卡拉大学）；University of Warsaw（华沙大学）
该研究提出基于SO(10)大统一理论的Higgs-$\mathcal{R}^2$膨胀模型，通过结合CMB观测与质子衰变实验，解决宇宙膨胀参数的张力问题。
2026-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hybrid inflation and waterfall field in string theory from D7-branes
我们提出了一个明确的字符串实现的宇宙膨胀的情况下，我们最近提出的IIB型通量紧致化的框架内存在三个磁化D7膜堆栈。暴胀发生在亚稳态的德西特真空周围。暴胀子是确定的体积模量，并有一个非常浅的最小值附近的最大值的潜力。暴胀的结束是由于“瀑布”场的存在，这些场驱动宇宙从附近的鞍点向全球最小值演化，可调真空能量描述了我们宇宙的现状。
2022-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Metastable Cosmic Strings and Gravitational Waves from Flavour Symmetry Breaking
本文提出2023年PTA纳赫兹引力波信号可由规范味对称性多步破缺产生的亚稳态宇宙弦网络解释，并构建SU(5)大统一中仅作用于前两代10-plet的SU(2)味模型，同时解释费米子质量层级并预言与PTA信号相容的弦尺度。
2025-08-19 astro-ph.CO hep-ph
Metastable cosmic strings
本文综述亚稳态宇宙弦的GUT实现及其与暴胀、中微子和引力波的联系，指出其低频抑制谱可同时解释地面、空间干涉仪和脉冲星计时观测。
2024-01-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic gravitational-wave background from metastable cosmic strings
亚稳态的宇宙弦网络是许多大统一理论（GUT）与宇宙暴胀结合的一般结果。亚稳态宇宙弦在拓扑上是不稳定的，但在宇宙时间尺度上是衰变的，这是由于GUT单极子的成对产生。这就导致了一个由超视界尺度上的亚稳态长弦以及亚视界尺度上的弦环和弦段组成的网络。我们计算的第一次完整的随机引力波背景（SGWB）所产生的所有这些网络成分，包括几个技术改进的循环和段的贡献的推导。我们发现弦环发射的引力波对相关参数空间的引力波谱有主要贡献。得到的光谱与NANOGrav和Parkes脉冲星计时合作观测到的弦张力为Gμ~ 10^-11. 7，并为地面和空间探测器提供了充足的发现空间。对于GUT尺度的弦张力，Gμ~ 10^-8. - 7，亚稳弦预测了LIGO-Virgo-KAGRA带中的SGWB，可能在不久的将来被发现。
2021-08-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from metastable cosmic strings in the delayed scaling scenario
本研究探讨了延迟标度情景下亚稳态宇宙弦产生的随机引力波背景谱，该情景通过暴胀稀释缓解了标准情景的矛盾，使其与PTA观测一致并满足LVK约束，同时预测了未来探测器的潜在信号。
2025-01-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and Gauge Mediation in Supersymmetric Gauge Theory
我们提出了一个简单的高尺度暴胀方案的基础上，一个唯象可行的模型与低尺度超对称性破缺的直接规范调解。混合暴胀发生在一个隐藏的超对称破缺扇区中。两个层次的质量标度，以协调高尺度暴胀和规范调解是必要的亚稳超对称破缺真空的稳定性。我们的情况也是自然的光的朗道极点问题的直接规范调解。
2011-03-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
From NANOGrav to LIGO with metastable cosmic strings
我们解释了最近NANOGrav的结果在一个随机的引力波背景从亚稳态宇宙弦。观测到的随机信号的振幅可以转化为宇宙弦张力和大统一理论中产生的磁单极子质量的范围。在相当大的一部分参数空间，这种解释预测一个大的随机引力波信号的频率带的地基干涉仪，可以在不久的将来进行探测。我们面对这些结果与成功的通货膨胀，leptogenesis和暗物质的自发破缺的规范B-L对称性的预测。
2021-07-30 astro-ph.CO hep-ph
SQCD Inflation & SUSY Breaking
本文提出了一个以规范耦合和夸克质量为参数的超对称QCD理论中的广义混合暴胀模型。它与另一个SQCD扇区的引力耦合导致了ISS类型的亚稳超对称破缺真空，因为ISS夸克在暴胀结束时变得很大。使用一个已知的机制与引力破缺的重子数和味对称性的测量，我们发现，规范调解的超对称性破缺是兼容的通货膨胀部门的动态。再加热通过国际空间站信使进入标准模型状态的热化进行。这种设置包含一个单一的维度参数，在暴胀扇区中以夸克质量项的形式存在，即所有其他涉及的尺度要么与这个单一的质量参数有关，要么是动态生成的。
2009-03-12 hep-ph
Open inflation in the landscape
在弦景观的背景下，开放的暴胀情景重新引起了人们的兴趣。由于在弦景观中存在大量的亚稳德西特真空，通过气泡成核隧穿跃迁到较低的亚稳真空是很自然的。虽然根据观测界，Omega_0与1的偏差很小，但我们认为，对于张量型微扰，这种小偏差对大角度CMB各向异性的影响是显著的.我们考虑的情况下，有一个大的层次之间的能量尺度的量子隧穿和慢卷膨胀的有核气泡。如果隧穿后的势足够陡，则在慢卷暴胀之前会出现一个快卷阶段。在这种情况下，功率谱基本上是由慢卷暴胀期间的哈勃速率决定的。如果不存在这种快速滚转相位，则功率谱在大角度分量中保持高能量密度的记忆。当气泡壁面张力较小时，由于壁面波动模的影响，大角度分量的振幅会增强。因此，我们可以构建一些模型，其中Ω_0与1的偏差大到足以产生可测量的效果。我们还考虑了一类更一般的模型，其中的假真空衰变可能会发生由于霍金-莫斯隧道，以及涉及多个标量场的模型。我们讨论了这些模型中的标量扰动，并指出，大量的这样的模型已经被观测数据排除在外，除非有一个很长的阶段后，隧道慢卷膨胀。这些结果表明，观测数据使我们能够检验关于弦论势结构和暴胀最后阶段持续时间的各种假设。
2011-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tensor Modes in Pure Natural Inflation
我们研究纯自然暴胀（arXiv：1706.08522）中的张量模式，这是一种最近提出的暴胀模型，其中轴子暴胀子耦合到纯杨-米尔斯规范场。我们发现张量与标量之比r从下面自然有界。这一界限源于纯杨-米尔斯理论中真空的亚稳分支数目的有限性。未来的宇宙微波背景实验和改进的格点规范理论对真空能量的θ角依赖性的计算，可以探索这个模型的细节。
2018-03-06 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Metastable pions in dense media
我们研究了致密恒星环境中带电π介子的轻子衰变。考虑轻子作为一个简并的费米系统，π介子被严格限制衰变为这些粒子，因为它们的费米能级被占据。因此，π介子衰变只能通过热涨落来实现。在这些情况下，π介子的寿命更长，因此可以认为达到了亚稳态。我们探索了可能出现这种亚稳定性的限制。我们还研究了处于化学平衡的介子和轻子同时达到热平衡的条件，并得到了亚稳介子的中微子发射率。有利于这种亚稳态的情况是质子中子星。
2017-05-16 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
The effective Higgs potential and vacuum decay in Starobinsky inflation
根据目前的实验数据，标准模型预测宇宙目前的真空状态是亚稳态的，通过真真空气泡的成核导致真空衰减的非零速率。我们的存在意味着在我们过去的光锥中不可能有任何这样的气泡成核事件。我们考虑了标准模型和Starobinsky暴胀的最小情形，使用三圈重整化群改进的Higgs有效势和一圈曲率修正。我们表明，通过通货膨胀的真空状态的生存地方的下限$ξ\gtrsim 0.1$的非最小希格斯曲率耦合，最后一个未知参数的标准模型。这个约束是显着强于单场膨胀模型没有希格斯暴胀子耦合。它对通货膨胀末期的动态细节也很敏感，因此可以通过对这一时期的更详细研究加以改进。
2022-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Smooth Hybrid Inflation with Low Reheat Temperature and Observable Gravity Waves in $SU(5) \times U(1)_χ$ Super-GUT
我们在超对称$SU(5) \times U(1)_χ\subset SO(10)$模型的框架下实现了光滑的混合暴胀，它为$SU(5)$的自发对称破缺中出现的混沌问题提供了一个自然的解决方案. $U(1)_χ$对称性的破缺留下了剩余的离散$Z_2$对称性，它作为MSSM物质宇称，实现了最轻的超对称粒子作为冷暗物质候选者的可能性。如果采用分裂-高尺度超对称性方案，由色三重态Higgsinos介导的衰变$p \rightarrow K^+ \barν$的$d = 5$质子寿命被发现满足当前的实验界限。我们表明，最小的Kähler势，软超对称性破缺项发挥了至关重要的作用，使标量谱指数$n_s$在普朗克的最新范围内。在最小Kähler势的设置中，得到了小的张量-标量比$r \lesssim 3.5 \times 10^{-7}$，而引力子的质量在有利于PeV标度超对称的范围内，但不足以避免$d = 5$质子衰变。一个包含高阶修正的非最小Kähler势是实现成功暴胀所必需的，其中心标量谱指数$n_s = 0.9655$、大张量模$r \lesssim 0.056$和低再热温度$(3\times 10^{6} \lesssim T_r \lesssim 6.5 \times 10^7 )$ GeV与轻子生成和重子生成一致.
2022-06-29 gr-qc hep-ph
Gravitational waves from metastable cosmic strings in Pati-Salam model in light of new pulsar timing array data
本研究针对纳赫兹引力波观测结果，提出含亚稳态宇宙弦的新型Pati-Salam模型，结合混合暴胀、非热轻子产生机制，解释PTA数据且符合现有及未来实验探测范围。
2023-08-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The KSVZ Axion Model with Quasi-Degenerate Minima: A Unified Model for Dark Matter and Dark Energy
我们考虑了暗物质和暗能量可以用最小KSVZ轴子模型来解释的可能性。如果标量势的最低能量亚稳最小值具有零能量密度，这是可能的，这在基于时空平均的真空能量抵消的理论模型和基于能量宇称的模型中是可能的。因此，暗能量被理解为是由于亚稳电弱真空相对于第二准简并亚稳最小值的能量密度。准简并最小值的要求是一个非平凡的条件，它完全决定了轴子衰变常数$f_{a}$和PQ标量自耦合$λ_ϕ$的给定值的潜在形式。第二准简并极小值的存在对轴子衰变常数$f_{a} \geq 2.39 \times 10^{10} \, λ_ϕ^{-1/4}$ GeV提出了一个新的下界。如果PQ对称性在暴胀后被破坏，那么$f_{a}$的下限就意味着轴子暗物质的数量$Ω_{a}/Ω_{dm} \geq (0.28-0.46)\,λ_ϕ^{-0.291}$的下限，其中的范围是由于真空重排、宇宙弦和畴壁产生的轴子暗物质的数量的不确定性，因此如果$λ_ϕ \lesssim 1$，至少有30 $\%$的暗物质是由轴子产生的。当所有的暗物质都是由轴子构成，并且暴胀后PQ对称性被破坏时，对于给定的$λ_ϕ$，$f_{a}$以及标量势的形式是完全固定的，对$λ_ϕ$的依赖性很弱。这将允许针对给定的膨胀模型和$λ_ϕ$的维度自然值来定量地研究模型的膨胀和膨胀后的演化。
2019-01-14 astro-ph.CO hep-ph
The Late Time Behavior of False Vacuum Decay: Possible Implications for Cosmology and Metastable Inflating States
我们在这里描述如何后期的衰变状态，这是预测偏离指数形式，而通常是微不足道的后果，可能有重要的宇宙学意义的情况下，假真空衰变。它可能会增加永恒暴胀的可能性，并可能有助于解释在晚期观察到小真空能量的可能性，以及反对衰变为大负能量（反德西特空间）的真空态，这是由某些弦论考虑所激发的。几个有趣的开放性问题，包括观察一个亚稳态宇宙的宇宙学配置是否可以限制其推断的寿命。
2007-11-24 astro-ph hep-ph hep-th
On the cosmological implications of the electroweak vacuum instability: constraining the non-minimal coupling with inflation
我们目前对标准模型参数的测量表明，希格斯场存在于亚稳态的电弱真空中，真空可以衰变到较低的基态，对我们的宇宙产生灾难性的影响。根据我们的观察，没有这样的事件发生在可观测的宇宙中，尽管各种充满活力的过程，可能已经触发it. This工作作为一个概述的方法，利用亚稳态的假真空宇宙膨胀过程中提供的希格斯曲率耦合$ξ$的约束。还考虑到随时间变化的哈勃率对有效希格斯势和我们过去的光锥时空几何的影响，结果在国家的最先进的$ξ$ -从二次和四次混沌膨胀，和Starobinsky一样的幂律膨胀的下限。
2021-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Conformal GUT inflation, proton lifetime and non-thermal leptogenesis
本文通过考虑两个具有共形不变性的复单态场，推广了大统一理论$\text{SU}(5)$和$\text{SO}(10)$中的Coleman-Weinberg（CW）暴胀.在这个框架下，暴胀出现从一个自发破缺的共形对称。大统一理论的对称性意味着一个CW形式的势，这是辐射修正的结果。共形对称性将CW势的上述VEV分支转换为Starobinsky平台。因此，我们得到了$N\sim 50-60$ e-折叠的$n_{s}\sim 1-\frac{2}{N}$和$r\sim \frac{12}{N^2}$。此外，这个框架允许我们估计质子的寿命为$τ_{p}\lesssim 10^{40}$年，其衰变是由超重规范玻色子介导的。此外，我们实现了一个I型跷跷板机制的弱耦合的复杂单态，其中携带两个单位的轻子数，三代单态右手中微子（RHN）。整体轻子数的自发对称性破缺相当于中微子质量的产生。我们还考虑了非热的leptogenesis中的暴胀占主导地位的衰变成重RHN的来源所观察到的重子不对称性。我们将暴胀子场的耦合约束到RHN上，得到了再加热温度为$10^{6}\text{ GeV}\lesssim T_{R}<10^{9}$ GeV。
2019-11-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Gravitational Wave Background and Higgs False Vacuum Inflation
对于顶夸克和希格斯玻色子质量的窄带值，标准模型希格斯势在大约$10^{16}$ GeV的能量处发展出一个浅的局部最小值，原始暴胀可能在冷的亚稳态开始。对于该带的每一点，希格斯势在假最小值处的振幅都是可以计算的，并且有一个与暴胀引力波背景相关的预测，即张量与标量之比$r$。我们表明，最近的测量$r$的BICEP 2合作，$r=0.16 _{-0.05}^{+0.06}$在$1σ$，结合最新的测量的顶夸克和希格斯玻色子的质量，揭示了一个标准模型浅假最小值的来源，在早期宇宙的暴胀的假设是可行的。
2014-03-20 astro-ph.CO hep-ph
Extremely high energy cosmic rays from relic particle decays
利用HERWIG QCD事件发生器计算了大质量亚稳遗迹粒子衰变的质子和中微子通量。预测的质子能谱可以解释观测到的极高能量宇宙射线的通量超过了Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止，衰变粒子质量为O（10^{12}）GeV。如果这些粒子构成了所有的暗物质，那么所需的寿命为O（10^{20}）yr（贡献越小，寿命就越短）。如果亚稳粒子是来自超对称破缺的隐藏扇区的类强子束缚态，通过不可重整化的相互作用衰变，那么这样的值是合理的。质子与中微子通量的预期比例作为即将到来的皮埃尔俄歇计划的衰变粒子模型的对角。
1998-06-01 astro-ph hep-ph
Inflation, Proton Decay, and Higgs-Portal Dark Matter in $SO(10) \times U(1)_ψ$
我们提出了一个简单的基于规范群$SO(10) \times U(1)_ψ$的非超对称大统一理论。该模型包括三代费米子的${\bf 16}$（$+1$）、${\bf 10}$（$-2$）和${\bf 1}$（$+4$）表示。${\bf 16}$ -plets包含标准模型（SM）费米子和右手中微子，而${\bf 10}$ -plet和单重费米子的引入使模型无异常.规范耦合统一在$M_{GUT} \simeq 5 \times 10^{15}-10^{16}$ GeV的实现包括一个中间Pati-Salam破缺在$M_{I} \simeq 10^{12}-10^{11}$ GeV，这是一个自然的尺度的跷跷板机制。对于$M_{I} \simeq 10^{12}-10^{11}$，将通过Hyper-Kamiokande实验测试质子衰变。额外的费米子从$U(1)_ψ$对称性破缺中获得质量，而$U(1)_ψ$希格斯场在暴胀过程中驱动一个成功的低哈勃参数的拐点暴胀，$H_{inf} \ll M_{I}$。因此，从$SO(10)$和PS破裂产生的宇宙学上危险的单极子被稀释掉了。充气后的再加热温度可以足够高以成功地进行稀薄发生。在我们模型中的Higgs场的情况下，在GUT对称性破缺之后，${\bf Z}_2$对称性保持未破缺，并且${\bf 10}$ -plet和单重态费米子的线性组合中质量最轻的本征态…
2019-06-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The decay rate of metastable cosmic strings beyond the thin-string approximation
CERN（欧洲核子研究组织）；The University of Osaka（大阪大学）
通过经典格点模拟，仅利用问题固有对称性，计算了亚稳态宇宙弦的衰变率，发现衰变作用量被抑制，导致弦衰变更快。
2026-10-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological implications of EW vacuum instability: constraints on the Higgs-curvature coupling from inflation
目前实验测量的标准模型（SM）的参数表明，我们的宇宙位于一个亚稳的电弱真空中，希格斯场很容易发生真空衰变到一个较低的状态，造成灾难性的后果。我们的测量表明，这样的事件还没有发生，尽管在我们过去的光锥中有许多不同的机制可以触发它。我们工作的重点是计算虚真空在暴胀期间衰变的概率，并用它来约束最后一个未知的可重整SM参数$ξ$，它将希格斯场与时空曲率耦合起来。更具体地说，我们推导出较低的$ξ$ -边界真空稳定性的三个暴胀模型：二次和四次混沌暴胀，和Starobinsky一样的幂律暴胀。我们还考虑了哈勃速率的时间依赖性，无论是在我们过去的光锥的几何形状和希格斯有效势，这是近似与三圈重整化组的改进补充单圈曲率修正。
2021-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Proton Decay in Supersymmetric $SU(4)_c \times SU(2)_L \times SU(2)_R$
我们讨论了最近提出的基于规范对称性$SU(4)_c \times SU(2)_L \times SU(2)_R$的超对称混合暴胀模型中的质子衰变。$U(1)\, R$对称性在实现暴胀和消除某些不需要的重子数违反算符中起着至关重要的作用。质子衰变主要由来自手征超场的各种颜色三重态介导，并且它位于三重态的中间尺度质量范围的可观察范围内。衰减模式包括$p \rightarrow e^{+}(μ^+) + π^0$、$p \rightarrow \barν + π^{+}$、$p \rightarrow K^0 + e^+(μ^{+})$和$p \rightarrow K^+ + \barν$，寿命估计为$10^{34}-10^{36}$年，可在Hyper-Kamiokande和未来升级中访问。本文简要讨论了最小超对称标准模型规范耦合在大统一理论（GUT）尺度$M_{\rm GUT}$（$\sim 10^{16}$ GeV）上的统一。
2020-10-14 hep-ph
Ending inflation with a bang: Higgs vacuum decay in $R^2$ gravity
根据目前的实验数据，希格斯真空似乎是亚稳态的，这是由于其势中第二个较低的基态的发展。因此，真空衰变将导致真正的真空气泡成核，给我们的宇宙带来灾难性的后果，因此我们有动力研究早期宇宙中可能的稳定机制。在我们最近的研究（2207.00696）中，我们研究了在观测上有利的Starobinsky暴胀模型的背景下的电弱亚稳性。根据我们第一项研究（2011.037633）的动机和技术，我们获得了对Higgs曲率耦合$ξ$的约束，同时将SM嵌入到修改后的引力场景$R+R^2$中，该场景自然地引入了Starobinsky暴胀。这对有效希格斯势产生了重大影响，表现为额外的负项，使假真空不稳定。另一个重要的方面在于对膨胀结束的定义，因为气泡成核在其最后时刻最为突出。我们的结果表明，这些更强的$ξ$下界对暴胀的最后时刻非常敏感，在暴胀的最后时刻，时空越来越偏离德西特。
2022-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Metastable strings and grand unification
本文综述亚稳态宇宙弦产生的引力波背景及其对大统一模型构建的启示，指出该信号可能在近期被 LIGO-Virgo-KAGRA 探测到。
2024-01-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational corrections to Standard Model vacuum decay
我们完善和更新的亚稳态约束的标准模型顶部和希格斯质量，包括分析重力校正真空衰变率。目前的最佳拟合范围的顶部和希格斯质量大多位于狭窄的亚稳区。此外，我们表明，SM潜力可以微调，以适合于通货膨胀。然而，SM暴胀导致宇宙学扰动的功率谱与观测不一致。
2007-12-03 hep-ph hep-th
Cosmological "constant" in a universe born in the metastable false vacuum state
宇宙学常数$Λ$是真空能量密度的量度。因此，系统在亚稳态真空状态下的能量性质反映了$Λ= Λ(t)$的性质。我们分析的能量，$E(t)$，一般的量子系统在亚稳态的衰减过程中的各个阶段的属性：在指数阶段，在指数衰减和后期阶段之间的过渡阶段，其中衰减规律作为时间的函数$t$是在$1/t$的权力的形式，并在这最后一个阶段。我们发现，这个能量具有近似值，从Weisskopf-维格纳理论在指数衰减阶段是减少非常快的过渡阶段，其渐近值$E(t) \simeq E_{min} + α_{2}/t^{2}+\ldots$在后期的最后阶段的衰减过程。(Here $E_{min}$是系统的最小能量）。这种量子机制使系统在不稳定状态下的能量降低了十几个甚至几十个数量级或更多。我们证明，如果假设宇宙诞生于亚稳态的假真空态，那么根据这种量子机制，宇宙学常数$Λ$可以有一个非常大的值，这是由暴胀时代早期宇宙的量子场论计算得出的，$Λ\simeq Λ_{qft}$，然后它可以很快地减小到非常非常小的值。
2022-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Metastable GeV-scale particles as a solution to the cosmological lithium problem
7 Li的观测与大爆炸核合成（BBN）中的丰度预测之间的持续差异已经成为标准宇宙学和天体物理学图像的挑战。我们指出，GeV尺度的亚稳粒子X的衰变可能会显着降低BBN值下降到一个水平，在该水平上，它是与观测相协调。当衰变发生在带电的π介子和K介子上时，最有效的还原发生在它们与质子的电荷交换反应之后。类似地，如果X衰变为μ子，次级电子反中微子也会产生类似的效应。我们认为这些机制在不同类别的新的GeV尺度部门的可行性，并发现几个最小的扩展标准模型与亚稳矢量和/或标量粒子是能够解决宇宙学锂问题。这样的光态可能是解释最近宇宙射线异常的关键，并且可以在各种高强度中等能量实验中寻找。
2010-07-12 astro-ph.CO hep-ph
Nonequilibrium dynamics in scalar hybrid models
在标量混合模型中，研究了宇宙暴胀后预热阶段亚稳"假真空"到对称性破缺相的转变。我们考虑到量子涨落和他们的反作用，通过应用一个单圈的气泡重现。
2004-07-06 hep-ph
Massless Preheating and Electroweak Vacuum Metastability
标准模型参数的电流测量表明，电弱真空是亚稳态的。这种亚稳态具有重要的宇宙学意义，因为希格斯场的大波动可能引发早期宇宙的真空衰变。为了让假真空继续存在，在暴胀期间稳定希格斯粒子的相互作用--例如，暴胀子与希格斯粒子的相互作用，或者与引力的非最小耦合，通常是必要的。然而，这些相同相互作用的后暴胀预热动力学也可能引发真空衰变，从而重新产生我们试图避免的问题。这种动态通常被认为是灾难性的模型表现出规模不变性，因为这些一般允许不受阻碍的增长波动。在本文中，我们研究了这种“无质量预热”的情况下的动态，并表明，亚稳态的竞争威胁，但可以平衡，以确保可行性。我们发现，充分占粒子生产和微扰衰变的影响的反反应揭示了大量的不相交的“岛屿（Meta）稳定性”的参数空间的耦合。最终，希格斯稳定相互作用之间的相互作用起着重要的作用，导致一系列的动力学阶段，有效地扩展了亚稳区域的大希格斯曲率耦合。
2022-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
