A Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter
对于当前的希格斯粒子和顶质量的中心值,标准模型希格斯粒子势在$10^{11}$ GeV量级上产生了不稳定性。我们表明,这种不稳定性的宇宙学签名可能是暗物质的形式原始黑洞种子希格斯波动在通货膨胀。暗物质的存在可能不需要超越标准模型的物理学。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Connecting the Higgs Potential and Primordial Black Holes
最近的研究表明,小型黑洞可以作为亚稳态希格斯真空成核衰变的种子,大大增加了隧穿概率。任何比$4.5 \times 10^{14}$ g轻的原初黑洞在形成时都已经蒸发了,并且在没有新的物理学超越标准模型的情况下,因此会进入发生种子衰变的质量范围,然而,这样的真真空泡必须渗透才能完全摧毁假真空;这取决于泡数密度和宇宙膨胀的速率。在这里,我们计算宇宙中已经衰变到真正真空的部分,作为原始黑洞形成温度(或等效的质量)的函数,以及导致它们形成的波动的光谱指数。这使我们能够限制原始黑洞的质量谱给定一个特定的希格斯势,相反,如果我们发现原始黑洞的确定质量,我们可以限制希格斯势参数。
2020-06-11 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
Primordial Black Holes from Higgs Vacuum Instability: Avoiding Fine-tuning through an Ultraviolet Safe Mechanism
我们最近提出了这样一个想法,即我们宇宙中的暗物质是由标准模型希格斯在暴胀过程中产生的原始黑洞形成的,这要归功于标准模型希格斯势在$10^{11}$ GeV量级上产生的不稳定性。从这个意义上说,暗物质不需要任何超越标准模型的物理学,尽管该机制需要微调,以避免希格斯粒子过度进入危险的AdS真空。我们展示了如何通过将希格斯粒子与质量为$\gg 10^{11}$ GeV的非常重的标量耦合来自然地避免这种微调,该标量稳定了深紫外线中的电势,但保留了标准模型内建立的机制的基本特征。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Squeezed primordial bispectrum from general vacuum state
研究了初态为一般真空时,单场慢卷暴胀过程中产生的同动曲率微扰的功率谱与双谱压缩极限之间的一般关系.假设的功率谱的尺度不变性,我们推导出一个公式的双谱的压缩极限,由参数fNL,这是不是慢滚抑制,并发现包含一个单一的自由参数为一个给定的功率谱的振幅表示。然后,我们推导出实现尺度不变的fNL的条件,并讨论了几个例子。
2013-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic emergence of inflaton fluctuations in a SdS primordial universe with large-scale repulsive gravity from a 5D vacuum
本文发展了一种随机方法来研究含黑洞的早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。考虑一个5维Ricci平坦的SdS静态度规,通过平面坐标变换,得到一个5维的宇宙学度规,并由此在一个4维超曲面上导出有效的4维SdS度规.我们发现,在暴胀结束时,暴胀子场的平方涨落不是完全与尺度无关的,而是对BH的质量敏感。
2011-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Super-exponential Primordial Black Hole Production via Delayed Vacuum Decay
本研究以简单模型为例,结合数值与解析方法论证延迟真空衰变产生的原初黑洞丰度与三维欧几里得作用量呈超指数依赖,修正膨胀率会减弱参数依赖但保留该结构,结论可推广至同类黑洞产生框架。
2025-05-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Primordial Magnetic Fields in False Vacuum Inflation
我们表明,在虚假的真空膨胀,可以创建一个原始的磁场,足够强大的种子银河发电机和产生观察到的银河系磁场。考虑到暴胀子占主导地位的制度,我们的场是由希格斯场梯度,从一个大统一的相变。场的演变是从它的创造到结构形成的时代,受到相关的约束。我们发现,它是可能的,以创造一个足够大的磁场,提供相变发生在最后5 e折叠的暴胀期间。
1996-10-25 astro-ph hep-ph
Primordial SdS universe from a 5D vacuum: scalar field fluctuations on Schwarzschild and Hubble horizons
本文研究了在有效的四维Schwarzschild-de Sitter(SdS)度规下早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。我们得到了一个重要的结果:零级涨落谱在Schwarzschild尺度上与标量场质量$M$无关,而在宇宙学尺度上则与质量有关.然而,在一阶展开中,谱依赖于暴胀子质量,并且振幅与黑洞(BH)质量$m$成线性关系。
2010-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting formation of primordial black holes in a supercooled first-order phase transition
本研究重新分析过冷一阶相变中的原初黑洞形成,指出单纯假真空斑块过密度不足以成洞,但泡壁梯度能可促使斑块演化为黑洞。
2024-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes from First-Order Cosmological Phase Transitions
本文提出在一阶宇宙学相变中,因粒子质量增大导致气泡壁前粒子传输受抑并积累过密度,从而形成原初黑洞,并通过玻尔兹曼方程定量给出了产生可观丰度所需的条件。
2025-08-18 astro-ph.CO hep-ph
Super-critical primordial black hole formation via delayed first-order electroweak phase transition
本文通过求解气泡壁动力学方程,数值证实延迟的一阶电弱相变可形成超临界原初黑洞,并提出基于特征时间尺度的形成判据,更新了可被观测约束的新物理模型参数区域。
2025-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes from strong first-order phase transitions
本文研究强过冷一级相变中由假真空残余区域坍缩形成原初黑洞的机制,给出形成条件 β/H ≳ 3.8,并指出在特定参数范围内可解释观测到的暗物质丰度。
2023-09-19 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black holes, zero-point energy and the CMB: The cosmic connection
我们提出了一个可能的解决方案的宇宙学常数的问题,通过一个场景中,宇宙是由三个组成部分:物质,辐射(CMB)和真空能量,真空能量是不恒定的,并衰减到物质成分。在这种情况下的物质包括重子物质和原始黑洞(PBH)作为暗物质。PBH和CMB之间的局部平衡条件限制了PBH的质量和半径。解释衰减过程的机制无非是光子带隙对真空能量模的吸收,其吸收波长可达光子带隙半径的量级。作为真空能量模式波长的自然截止,这导致真空能量密度的观测值。
2014-06-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Modifications in the Spectrum of Primordial Gravitational Waves Induced by Instantonic Fluctuations
真空到真空的瞬变改变了原初引力波的功率谱。我们评估的新形式的普通重力的功率谱,以及宇称违反引起的频谱由修改的广义相对论被称为霍尔斯特项,我们概述了可能的实验后果。
2011-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Upper Bounds on the Mass of Fundamental Fields from Primordial Universe
本研究通过分析暴胀期间量子场真空零点能涨落的非高斯效应与圈修正约束,结合观测上限,得出基本场组合质量标度轻于$10^{14}$ GeV的结论。
2025-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from Non-Equilibrium Second Order Phase Transition
在标量场真空态的二阶相变过程中产生的足够大的闭畴壁的坍缩可以导致黑洞的形成。具有适当尺寸和能量密度的畴壁的起源可能是有效无质量标量场在暴胀时期演化的结果。我们证明,在这种情况下,当有一个海洋的另一个真空包围的不太有利的真空紧凑域的情况下是有价值的。每个域都有一个由真空壁组成的表面,储存了大量的能量,可以坍缩成黑洞。这提供了在早期宇宙中形成巨大的原始黑洞的方式。
2000-06-16 astro-ph hep-ph hep-th
Primordial Cosmology in Mimetic Born-Infeld Gravity
Eddington启发的Born-Infeld(EiBI)模型在模仿方法中重新表述。在存在模拟场的情况下,该模型包含非平凡的真空解,由于理论的玻恩-因费尔德性质,这些解可能没有时空奇异性。我们研究了一个现实的太初真空宇宙,证明了正则解的存在性,如de Sitter型的太初暴胀解或弹跳解。此外,EiBI模型中存在的线性不稳定性被发现是可以避免的一些有趣的弹跳解决方案,其中的物理度量以及辅助度量是定期在背景水平。
2017-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes and Higgs Vacuum Decay
本文基于奥尔登堡系列报告,综述希格斯真空相变概率的计算方法,探讨黑洞对相变结果的显著影响,补充了相关最新进展。
2023-12-01 hep-ph hep-th
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
A string-inspired running-vacuum-model of cosmology, primordial-black-hole dark matter, and the current tensions in cosmological data
该研究提出一种带反常与挠率的弦启发宇宙学运动真空模型,可缓解H₀与结构增长宇宙学张力,提升暴胀期原初黑洞密度,使其可作为暗物质组分并在辐射主导期引力波中留痕。
2023-06-13 gr-qc hep-ph hep-th
Primordial black holes from spectator field bubbles
研究了非对称多项式势场中光场的演化。在暴胀期间,随机波动使观众场偏离其势的全局最小值,填充假真空状态,从而允许假真空泡沫的形成。通过使用晶格模拟,我们表明,这些气泡开始收缩,一旦他们重新进入视界,如果足够大,崩溃成黑洞。这个过程通常会导致原始黑洞的形成,由于它们的质量函数的特定形状,它们被限制在最多产生总暗物质丰度的1%。然而,由此产生的人口可以在LIGO-Virgo实验中观察到引力波信号,为超大质量黑洞提供种子,或者在早期宇宙中引起瞬态物质主导的阶段。
2021-12-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Black Hole Formation via Inverted Bubble Collapse
提出反转气泡坍缩新机制形成原初黑洞,自然实现球对称坍缩,可产生质量高达10^-7至10^-5太阳质量的单色黑洞,解释OGLE和Subaru HSC微引力透镜事件。
2025-07-10 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black hole production during first-order phase transitions
早期宇宙中产生的原初黑洞(PBH)因其构成暗物质和解释致密双星合并的能力而引起了人们的广泛兴趣。我们提出了一个新的机制PBH生产过程中的一级相变(PT),并发现PBH自然产生过程中PT模型无关。由于量子隧穿的随机性,在整个哈勃体积内,真空衰变总是存在一定的延迟概率。由于真空能量密度保持不变,而辐射在膨胀的宇宙中迅速红移,延迟的真空衰变然后导致过密区域,最终坍缩成PBH,如数值模拟所示。利用这一结果,人们可以得到相互之间的预测和约束PBH和GW从PT。预测的质量函数的PBH是近单色。我们研究了两个典型的例子,发现1)来自PT的PBH构成了所有的暗物质,GWs的峰值位于$1$ Hz; 2)来自PT的PBH可以解释LIGO-Virgo合作观测到的合并事件,同时GWs可以解释NANOGrav合作观测到的共谱过程。
2022-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes from an electroweak phase transition
我们提出了一种机制,形成原始黑洞(PBH)通过一阶电弱相变(FOEWPT)。FOEWPT是通过扩展标准模型的实单重标量来实现的,而PBH的形成是通过称为费米球的非拓扑孤子的坍缩来实现的。在FOEWPT过程中,这种孤子通过在假真空中捕获费米子而形成,并最终由于内部Yukawa吸引力而坍缩成PBH。我们证明了存在PBH暗物质候选的可能性,典型的实验信号包括FOEWPT引力波和LHC上的多轻子/喷流或位移顶点末态。
2022-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Baryogenesis and Primordial Black Hole Dark Matter from Heavy Metastable Particles
本研究提出利用重亚稳粒子引发的早期物质主导时代解释重子不对称与暗物质的方案,该时代促进原初黑洞形成以作为暗物质候选,粒子衰变则产生重子不对称,并以MSSM中的模场为例验证了方案可行性。
2022-12-21 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black hole evaporation in a thermal bath and gravitational waves
Vellore Institute of Technology(维洛尔理工学院);Regional Centre for Accelerator based Particle Physics, Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute(哈瑞什-钱德拉研究所加速器粒子物理区域中心,霍米·巴巴国立学院)
研究原初黑洞在热环境中的蒸发效应及其对引力波背景的影响。
2026-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Nonclassical primordial gravitational waves from the initial entangled state
用亚泊松引力子统计描述了原初引力波(PGW)的非经典性。当量子态为压缩相干态时,实现了亚泊松统计。在存在物质场的情况下,宇宙在暴胀期间经历压缩相干态。将实现亚泊松引力子统计的条件转化为引力波的频率范围。当初态为Bunch-Davies真空时,压缩相位与相干参数之间存在另一个必要条件。在这里,我们将初始态扩展到纠缠态。我们考虑$α$ -真空作为初始纠缠态,它是比Bunch-Davies真空更一般的de Sitter不变量真空。我们发现,与Bunch-Davies真空不同,在初始纠缠态中产生的PGW变得亚泊松,而不需要相位之间的条件。
2019-05-16 gr-qc hep-ph hep-th
Primordial Black Hole Production in Inflationary Models of Supergravity with a Single Chiral Superfield
本文提出了一个具有单手征超场的超引力双拐点暴胀模型。这样的模型允许在小尺度上产生原始黑洞(PBH),这可以解释暗物质的很大一部分。此外,在真空中,还可以用很小的宇宙学常数给出一个小的、可调的超对称破缺。
2018-09-22 hep-ph
Primordial black holes as a probe of strongly first-order electroweak phase transition
原初黑洞可以由一级相变的延迟真空衰变产生的密度涨落产生。在电弱相变中产生的原始黑洞的质量约为$10^{-5}$太阳质量。这种质量范围内的原始黑洞可以通过当前和未来的微透镜观测进行测试,如斯巴鲁HSC,OGLE,PRIME和罗马望远镜。因此,我们有可能通过原初黑洞探索具有强一级电弱相变的新物理模型。我们研究了这种可能性,使用一阶电弱相变的标准模型有效场论与6和8运营商。我们发现,依赖于相变的参数,可以产生足够数量的原始黑洞,通过上述实验观察。我们的研究结果表明,原始黑洞可以作为一个新的探针的模型与强烈的一阶电弱相变,这与测量的三重希格斯玻色子耦合在未来的对撞机实验和观测的引力波在未来的空间干涉仪。
2022-06-22 astro-ph.CO hep-ph
Gauge Field Theory Vacuum and Cosmological Inflation without Scalar Field
本文用有效拉格朗日方法导出了规范场理论的量子能量动量张量和相应的量子状态方程。能量-动量张量有一个与时空度规成比例的项,并对有效宇宙学项提供有限的非发散贡献。这使得调查的影响,规范场理论真空极化的弗里德曼宇宙学,通货膨胀和原始引力波的演变。由真空极化的规范场理论导出的弗里德曼方程的I-IV型解提供了另一种暴胀机制和晚期加速的可能性。弗里德曼方程的II型解产生了有限持续时间的宇宙的初始指数膨胀,IV型解证明了晚期加速。这些解满足原初引力波放大的必要条件。
2021-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamics of metastable Standard Model particles from long-lived particle decays in the MeV primordial plasma
本文研究早期宇宙MeV等离子体中不稳定新物理粒子衰变产生的亚稳态标准模型粒子(μ子、π介子、K介子)的动力学,发现其衰变前常被抑制,影响中微子性质及宇宙学观测,并提供两个公开代码。
2025-03-08 astro-ph.CO hep-ph
Gauge Field Theory Vacuum and Cosmological Inflation
当我们考虑真空场的量子涨落对暗能量和有效宇宙学常数的贡献时,基本粒子物理学和宇宙学之间的深刻联系就显现出来了。零点能量的贡献超过了宇宙能量密度的观测宇宙学上限许多数量级。因此,基本场的真空涨落会以任何方式影响宇宙演化,这似乎是很自然的。我们在这篇评论文章的目的是描述最近的调查的影响杨米尔斯真空极化和色磁凝聚的弗里德曼宇宙学的演变,通货膨胀和原始引力波。本文用有效拉格朗日方法导出了规范场理论的量子能量动量张量和相应的量子状态方程。能量-动量张量有一个与时空度规成比例的项,并对有效宇宙学常数提供有限的非发散贡献。这使得调查的影响,规范场理论真空极化的弗里德曼宇宙学,通货膨胀和原始引力波的演变。由真空极化的规范场理论导出的弗里德曼方程的I-IV型解提供了另一种暴胀机制和晚期加速的可能性。弗里德曼方程的II型解产生了有限持续时间的宇宙的初始指数膨胀,IV型解证明了晚期加速。这些解满足原初引力波放大的必要条件。
2022-04-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from Supercooled Phase Transitions
研究强过冷宇宙学一阶相变中气泡逾渗统计涨落导致原初黑洞(PBHs)形成的机制,推导PBH坍缩概率与相变持续时间的解析关系,发现完成时间超过Hubble时间15%的相变可产生可观测PBHs。
2025-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Detailed Calculation of Primordial Black Hole Formation During First-Order Cosmological Phase Transitions
该研究探讨一阶宇宙学相变期间原初黑洞的形成机制,通过分析粒子反射积累的条件、推导玻尔兹曼方程并假设球形假真空袋和恒定泡壁速度,发现黑洞可在多种场景中形成。
2025-08-18 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes at the Junction
本文基于Israel交界条件统一描述原初黑洞形成,应用于费米球坍缩及隐藏扇区多次相变,预测质量谱、暗物质分数和引力波信号,为未来探测提供方向。
2025-10-06 gr-qc hep-ph
On the Catalysis of the Electroweak Vacuum Decay by Black Holes at High Temperature
研究了高温下标准电弱真空中原初黑洞对AdS区域经典成核速率的影响。我们发现,过渡到新的真空,这决定了成核率的指数抑制的能量障碍,可以显着减少,甚至完全消除,在黑洞的背景下,如果标准模型希格斯耦合到重力通过重正化项$ξ{\cal R} h^2$。
2017-06-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Large Scale Cosmic Perturbation from Evaporation of Primordial Black Holes
我们提出了一种新的机制,产生宇宙扰动的原始黑洞蒸发。由于暴胀过程中的量子涨落,如果光标量场的质量由真空期望值给出,则场的质量是涨落的。质量的涨落导致原始黑洞蒸发时间的变化。因此,假如太初黑洞在蒸发时支配着宇宙,那么就会产生太初宇宙扰动。我们发现,在这种情况下产生的大尺度曲率扰动的振幅可以与观测值相一致。有趣的是,我们的机制工作,即使所有负责膨胀和宇宙微扰的产生的领域是从可见光部门解耦,除了引力相互作用。运行的光谱指数的含义也进行了讨论。
2013-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Correlated signals of first-order phase transitions and primordial black hole evaporation
如果构成费米球的费米子暗物质粒子通过足够强的汤川力相互作用,则在宇宙学一级相变中产生的费米球可能坍缩为原始黑洞(PBH)。我们表明,相变所描述的四次热有效势与真空能量,$0.1\lesssim B^{1/4}/{\rm MeV} \lesssim 10^3$,产生PBH的质量,$10^{-20}\lesssim M_{\rm PBH}/M_\odot \lesssim 10^{-16}$和引力波的相变(在THEIA/ $μ$战神)可以与各向同性的河外X射线/ $γ$ -射线背景PBH蒸发(在AMEGO-X/e-ASTROGAM)。
2022-08-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Primordial Gravitational Waves from Axion-Gauge Fields Dynamics
受Adshead和Wyman的色自然暴胀模型的启发,我们重塑了它的标量内容,以放松与当前观测边界的紧张关系。除了暴胀子,设置包括一个旁观者扇区,其中轴子和SU(2)规范场通过陈-西蒙斯型项耦合。其结果是一个可行的理论,赋予了另一种在暴胀期间产生引力波的机制。由旁观者场产生的引力波信号可以比标准真空涨落的贡献大得多,它可以根据其手征性和其倾斜度(取决于理论参数值)与后者区分开来。这个产生过程打破了张量标量比和暴胀能量标度之间的关系。因此,即使哈勃速率本身太小,真空无法产生可被即将进行的实验检测到的张量振幅,这个模型仍然支持可观测到的引力波。
2016-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Black holes don't source fast Higgs vacuum decay
我们认为,标准模型的真空或热衰变的速度种子的原始黑洞是可以忽略不计的(因为非微扰抑制的小四次希格斯耦合)和独立的非最小耦合的希格斯引力。
2023-02-24 hep-ph hep-th
Black holes and Higgs stability
我们研究了原始黑洞对标准电弱真空中AdS区域经典成核速率的影响。我们发现,过渡到新的真空,其特征的成核率的指数抑制的能量势垒,可以显着减少在黑洞的背景。为了确定原始黑洞的存在是否与标准模型或其扩展中的高温或高密度下的希格斯势的形式相容,需要进行精确的分析。
2016-09-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Aspects of Higgs Vacuum Metastability
当前标准模型参数的中心实验值给出了一个惊人的结论:电弱真空的亚稳态优于绝对稳定。希格斯玻色子玻色子的亚稳态真空意味着真空衰变的发生可能会给宇宙带来灾难性的后果,事实上也是不可避免的。希格斯真空的亚稳性对宇宙学来说尤其重要,因为在早期宇宙中,有许多机制可以触发电弱真空的衰变。我们提出了一个全面的审查从希格斯真空亚稳态宇宙学的影响,以及相关的理论课题,包括重整化群的改进,量子场论在弯曲时空和真空衰变场论的教学讨论。
2019-01-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic superstrings, metastable strings and ultralight primordial black holes: from NANOGrav to LIGO and beyond
本研究提出超轻原初黑洞通过早期物质主导阶段降低高频引力波振幅,缓解LIGO与PTA数据间张力,并利用未来探测器探索其性质。
2025-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Waterfall stiff period can generate observable primordial gravitational waves
一个玩具模型进行了研究,它认为两个平面方向满足增强的对称点,使他们实现通常的混合通货膨胀机制。瀑布场的动力学项在普朗克真空期望值(VEV)处有一个极点,与$α$吸引子一样。因此,在终止混合暴胀的相变之后,瀑布场永远不会滚到其VEV。相反,它驱动了一个僵硬的时期,在那里,宇宙$w\approx 1/2$的正压参数导致原始引力波频谱的峰值,这将是由即将到来的LISA任务以及先进的LIGO观测。
2022-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes from Q-balls produced in a first-order phase transition
Sam Houston State University(山姆休斯顿州立大学);University of Hawai’i(夏威夷大学)
该研究探讨宇宙一阶相变中Q球坍缩形成原初黑洞的场景,其产生的多信使信号可被观测,且暗 sector 再加热或能解决哈勃张力问题。
2026-08-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Comment on "Late Time Behavior of false Vacuum Decay: Possible Implications for Cosmology and Metastable Inflating States"
对L.L.的论文“假真空衰变的后期行为:对宇宙学和亚稳膨胀态的可能影响”[arXiv:0711.1821]的评论。M. Krauss和J.Dent提出的方法,分析了在偏离指数衰减律成为主导的非常晚的时刻,不稳定假真空的可能行为。
2011-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spinning Primordial Black Holes from First Order Phase Transition
研究一阶相转动中因假真空延迟衰变产生的原初黑洞初始自旋,发现其丰度对相转动参数极敏感,而自旋仅弱依赖于相转动温度。
2024-07-29 gr-qc hep-ph
Primordial Inflation and Present-Day Cosmological Constant from Extra Dimensions
本文概述了一个半经典引力模型,它利用超紧维真空涨落的Casimir能量密度产生了当今的宇宙学常数rho_LAMBDA ~ M^8/M_P^4,其中M_P是普朗克尺度,M是弱相互作用尺度。该模型基于(4+D)维引力,其中D = 2个额外维度,半径b(t)在ADD长度尺度b_0 = M_P/M^2 ~ 0.1 mm处卷曲。紧致空间中的真空涨落对b_0的扰动非常小,产生了一个小的现今宇宙学常数。紧化维度的半径被预测为b_0 = k^{1/4} 0.09 mm(或等效为M = 2.4 TeV/k^{1/8}),其中卡西米尔能量密度为k/b^4。我们三维空间的原始暴胀发生在ADD模型的宇宙学中,因为暴胀子b(t),其初始数量级为1/M ~ 10^{-17} cm,将其势滚到b_0。
2001-09-04 hep-ph hep-th
Electroweak Vacuum Collapse induced by Vacuum Fluctuations of the Higgs Field around Evaporating Black Holes
本文讨论了蒸发黑洞周围的Higgs真空稳定性。我们提供了一种新的方法来研究黑洞周围的假真空衰变,并清楚地表明如何希格斯粒子的真空涨落诱导真空的引力坍缩。此外,我们还指出,霍金辐射的反作用不可忽略,引力真空衰减被指数抑制。然而,大量的蒸发(或蒸发)的原初黑洞威胁着宇宙的存在,我们从真空稳定性出发,得到了一个新的蒸发PBH丰度上界。最后,我们证明了BSM或QG的高阶修正不会使Higgs势不稳定,否则即使是一个蒸发的黑洞也会引发电弱真空的坍缩。
2018-12-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Holes in the walls: primordial black holes as a solution to the cosmological domain wall problem
我们提出了一种方案,在这种方案中,宇宙学域壁和磁问题的解决没有任何微调的初始条件或参数的拉格朗日的基本场理论。在这种情况下,域壁将早期宇宙的单极子扫出(展开),然后快速的原始黑洞将域壁包围,改变其拓扑结构并摧毁它们。我们进一步发现,从畴壁释放的(旧真空)能量密度可以缓解但不能解决宇宙学的平坦性问题。
2005-09-12 astro-ph gr-qc hep-ph
NANOGrav Signal from the End of Inflation and the LIGO Mass and Heavier Primordial Black Holes
北美纳赫兹引力波观测站(NANOGrav)最近发布了12.5年脉冲星定时阵列数据,报告了随机共谱的证据,这将预示着首次探测到随机引力波背景(SGWB)。我们调查,如果信号可以从年底产生的$\sim 10$兆电子伏,但仍然现象学上可行的双场膨胀时,现场配置解决其真正的真空。在这种尺度的双场膨胀过程中,真正的真空气泡可以坍缩成LIGO质量和更重的原始黑洞。我们表明,只有当这个过程发生一阶相变,产生的引力波频谱可以匹配NANOGrav著名的SGWB信号。我们表明,产生的引力波频谱匹配的NANOGrav SGWB信号只有当这个过程发生通过一阶相变。使用LATTICEASY,我们还研究了以前的观察文献中,通过降低预热的规模,尽管移动的峰值频率的引力波配置文件到较小的值,SGWB的振幅可以保持几乎恒定。我们注意到,这种观察在预热标度$M\lesssim 10^{-14}~m_{{}_{\rm Pl}}$处失效。
2022-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
QCD vacuum replicas are metastable
我们研究了激发态QCD真空中的介子谱。我们发现所有的介子都有真实的质量,没有快子,从而表明QCD副本确实是亚稳态的。
2022-11-18 hep-ph