Cosmic Microwave Background Trispectrum and Primordial Magnetic Field Limits
原始磁场在宇宙微波背景辐射（CMB）中会产生非高斯信号，这是因为磁场应力和它们引起的温度各向异性与磁场成二次关系。我们计算一个新的措施，磁非高斯，CMB三谱，在大角度尺度上，通过萨克斯-沃尔夫效应的来源。由磁能密度和磁标量各向异性应力引起的三谱的典型幅值分别约为10^{-29}和10^{-19}的几倍。从WMAP数据的CMB非高斯性的观测限制，使我们能够保守地设置上限的nG，并可能sub-nG，对原始宇宙磁场的现值。这代表了迄今为止对原始磁场强度的最严格限制，在Mpc尺度上，并且优于CMB双谱和CMB功率谱中所有模式的限制。因此，CMB三谱是一种新的、更灵敏的大尺度原始磁场探测器。
2012-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes Formation Beyond the Standard Cosmic QCD Transition
Institute of Nuclear and Particle Physics, Technical University Dresden（德累斯顿工业大学核与粒子物理研究所）；Institute of Theoretical Physics, University of Wroclaw（弗罗茨瓦夫大学理论物理研究所）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)（高级系统理解中心）
本文探讨了原初黑洞在宇宙黑暗时代和暗物质候选中的作用，分析了QCD相变对黑洞形成的影响，并研究了超出标准模型的物理对宇宙方程状态和黑洞形成概率分布的影响。
2026-04-14 astro-ph.CO hep-ph
First observational constraints on tensor non-Gaussianity sourced by primordial magnetic fields from cosmic microwave background
原始磁场在张量扰动中产生了大的压缩型非高斯性，从而在宇宙微波背景中产生了非高斯的温度起伏。我们第一次得到这样一个张量的非高斯观测约束从观测到的CMB地图。分析WMAP 7年资料的温度图，我们发现这种张量非高斯性与零是一致的。这给出了在$1 ~ {\rm Mpc}$上平滑的PMF强度的上限，即在$95%$ C. L.处的$B_{1 ~ \rm Mpc} < 3.1 ~{\rm nG}$。
2014-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observable Primordial Gravitational Waves from Cosmic Inflation
本文回顾了暴胀产生原初引力波随机背景的机制，探讨了暴胀后刚性期对引力波的增强作用使其达到可观测水平，并在混合暴胀与Palatini引力模型中展示了具体实例。
2023-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting constraints on primordial magnetic fields from spectral distortions of cosmic microwave background
本文采用重联驱动的湍流衰变模型，研究非线性效应对CMB谱畸变的影响，排除了短相干长度磁场，并发现结果受磁螺旋度分数影响。
2025-04-23 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Superstrings and Primordial Magnetogenesis
宇宙超弦产生于膜膨胀的末期。它们的性质类似于大统一理论中产生的宇宙弦。像宇宙弦一样，它们也能产生原始磁场，这是由于运动弦段的引力在电离等离子体中搅动的旋涡运动。由此产生的磁场既足够强，又足够连贯，足以为星系发电机提供种子，并解释观测到的星系磁场。
2005-05-27 astro-ph hep-ph hep-th
High Energy Neutrino Fluxes from Cosmic Accelerators
我们用观测到的宇宙射线和伽马射线通量来约束高能中微子通量，包括味道振荡和通过地球的传播，并表明耀变体可能被10公里的中微子望远镜探测到。
2001-03-29 astro-ph hep-ph
Extending the Frontiers - Reconciling Accelerator and Cosmic Ray p-p Cross Sections
我们同时适合QCD启发的参数化的所有加速器数据的前向质子-质子和反质子-质子散射振幅，连同宇宙射线数据（使用Glauber理论），预测质子-空气和质子-质子截面在能量接近\sqrt的\approx 30 TeV。p-空气宇宙线测量提供了一个强有力的约束包容粒子生产截面，以及大大减少了误差的拟合参数-反过来，大大减少了误差的高能质子-质子和质子-空气截面的预测。
2000-04-25 hep-ph
Primordial black holes as cosmic expansion accelerators
Transilvania University of Brasov（布拉索夫特兰西瓦尼亚大学）；University of Thessaly（色萨利大学）
原始黑洞通过斥力行为驱动宇宙膨胀，无需inflaton场，可解释早期膨胀和暗能量贡献，缓解哈勃张力。
2025-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Standard Clock in Primordial Density Perturbations and Cosmic Microwave Background
原始时代的标准钟在原始扰动中留下了一种特殊类型的特征，可以用来直接测量原始宇宙作为时间a（t）函数的标度因子，从而区分暴胀和替代。我们已经开始使用标准时钟的关键预测在普朗克2013年数据中寻找这样的信号。在这封信中，我们总结了标准钟的关键预测，并在普朗克2013数据中提出了一个有趣的候选例子。受此候选人的启发，我们构建和计算完整的标准时钟模型，并使用更完整的预测与数据进行更广泛的比较。虽然这个候选者在统计上还不显著，但我们用它来说明标准钟是如何出现在宇宙微波背景中的，以及它们如何通过未来的数据得到进一步的检验。我们也用它来激励更详细的理论模型的构建。
2014-08-27 astro-ph.CO 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
Primordial Nucleosynthesis, Cosmic Microwave Background and Neutrinos
本文报道了结合原始核合成和BOOMERanG及MAXIMA-1数据对宇宙微波背景辐射各向异性的似然分析结果。我们讨论了可能的影响遗迹中微子背景的重子物质含量的宇宙中的一个高的值，大于预期的标准核合成方案。
2000-12-14 astro-ph hep-ph
Primordial black holes from a cosmic phase transition: The collapse of Fermi-balls
提出了一种基于一级相变（FOPT）的原初黑洞（PBH）形成机制。如果一个费米子在真真空中获得了巨大的质量，那么相应的粒子就会被困在假真空中，因为它们没有足够的能量穿透气泡壁。在FOPT之后，费米子被压缩到假真空残余中，形成称为费米球的非拓扑孤子，然后由于Yukawa吸引力而坍缩为PBH。我们推导出PBH的质量和丰度，表明对于一个$\mathcal{O}({\rm GeV})$ FOPT的PBH可能是$\sim10^{17}$ g和解释所有的暗物质。如果FOPT发生在更高的规模，PBH通常是过度生产和额外的稀释机制是必要的，以满足当前的限制。
2021-11-21 astro-ph.CO hep-ph
Evolution of the Primordial Axial Charge across Cosmic Times
本文研究了10 MeV - 100 GeV电子-光子等离子体中轴向电荷的碰撞衰变。我们证明了轴向电荷的衰减率是精细结构常数$Γ_{\rm flip}\propto αm_{e}^{2}/T$的一阶，因此数量级大于已经使用了几十年的天真的估计。这种违反直觉的结果是通过环境效应在高温下正则化的红外发散产生的。轴电荷的衰变在稀薄成因和宇宙磁成因问题中起着重要作用。
2021-01-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
SNRs W28 and W44: old cosmic ray accelerators in molecular clouds
用非线性扩散激波加速模型研究了老超新星遗迹W28和W44中的粒子加速。我们模拟了残余物的流体动力学演化、激波修正和加速粒子产生的流动不稳定性。与现有的无线电和伽马射线数据的比较。
2017-01-15 astro-ph.HE hep-ph
Primordial Magnetic Fields from Superconducting Cosmic Strings
宇宙弦是稳定的拓扑缺陷，可能是在早期宇宙的相变中产生的。越来越多的人相信，对于广泛的理论模型，这种弦可能是超导的，并携带有重要的天体物理学和宇宙学效应的大量电流。本文探讨了带电宇宙弦网络产生原初磁场的可能性。这个场是由涡量产生的，涡量是由于弦的运动和引力在原始等离子体中产生的。在大统一破裂时形成的超导弦的情况下，我们发现可以用这种方法产生高相干的强磁场。这种磁场可以解释观测到的银河系和星系间的磁场，因为它们足以在银河系尺度上产生磁力发电机。
1997-06-26 hep-ph
Study of primordial non-Gaussianity $f_{\mathrm{NL}}$ and $g_{\mathrm{NL}}$ with the cross-correlations between the scalar-induced gravitational waves and the cosmic microwave background
China Agricultural University（中国农业大学）；Hangzhou Normal University（杭州师范大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；SOKENDAI（综合研究大学院大学）；KEK（高能加速器研究机构）；The University of Tokyo（东京大学）
本文研究了标量诱导引力波与宇宙微波背景的交叉相关性，以探测原初非高斯性 $f_{\mathrm{NL}}$ 和 $g_{\mathrm{NL}}$。
2025-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes as a source of extremely high energy cosmic rays
观测到的极高能量宇宙射线的起源仍然是一个天体物理学之谜。我们发现，一个蒸发的原始黑洞在10^20 eV的阈值上应该产生8.5*10^14个粒子。这种辐射是由基本组分的直接产生和夸克和胶子的强子化引起的。研究了地球上的感生通量与爆炸黑洞局域密度的关系，并与实验数据进行了比较。最后对未来探测器的发现潜力进行了评述。
1999-07-26 astro-ph hep-ph
Astrophysical Constraints on Primordial Black Hole Formation from Collapsing Cosmic Strings
原始黑洞（PBH）可能是由宇宙弦环的坍缩形成的。PBH质谱的谱形可以通过弦网络的标度参数来确定。本文重新分析了河外γ射线、银河γ射线和宇宙射线通量观测的谱幅极限以及可能形成稳定黑洞遗迹的限制。新的约束是非常接近的那些来自规范化的宇宙弦模型的宇宙微波背景各向异性。
1998-04-30 astro-ph hep-ph
Primordial Black Hole and Gravitational Wave by Peaked Cosmic Perturbations from Axion Curvaton
The University of Chicago（芝加哥大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Nankai University（南开大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文证明轴子场通过暴胀动力学产生中间波数尖峰扰动，经曲率场机制生成引力波与原初黑洞，其谱呈三角形，可解释全部暗物质，并提供多信使检验。
2026-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Pionic Photons and Neutrinos from Cosmic Ray Accelerators
确定产生银河系和河外宇宙射线的加速器一直是几代高能伽马射线和中微子望远镜的优先任务;到目前为止，成功还遥遥无期。随着第一个对预期通量具有灵敏度的中微子探测器IceCube的完成和CTA的建造，探测与宇宙射线相关的伽马射线和中微子通量达到了一个新的分水岭，CTA是一个地基伽马射线探测器，将以前所未有的精度绘制和研究候选源。本文回顾了用多波长方法揭示宇宙射线源的前景，在回顾了这些方法之后，我们详细讨论了超新星遗迹、伽马射线暴、活动星系和GZK中微子。
2011-11-04 astro-ph.HE hep-ph
Reconstruction of the primordial fluctuation spectrum from the five-year WMAP data by the cosmic inversion method with band-power decorrelation analysis
利用5年的宇宙微波背景温度各向异性的WMAP数据，用宇宙反演方法重建了宇宙的原始曲率起伏谱。我们应用协方差矩阵分析，并将重建的频谱分解成统计独立的带功率。从一个简单的幂律谱的统计学显着偏差建议的第一年的数据分析中没有发现在五年的数据，除了可能在一个点附近的边界的波数域的准确重建是可能的。
2008-12-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial black holes induced stochastic axion-photon oscillations in primordial magnetic field
Center for Advanced Quantum Studies, Department of Physics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿量子学中心物理系）
本文研究了由原初黑洞诱导的原始磁场中轴子-光子随机振荡，探讨其对宇宙微波背景、X射线背景和伽马射线背景的影响。
2022-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Breaking the Barriers - Uniting Accelerator and Cosmic Ray p-p Cross Sections
我们对所有加速器的前向质子-质子和反质子-质子散射振幅数据进行了QCD参数化。利用矢量优势和加性夸克模型，我们表明，同样的参数也适合γ p和γ-γ相互作用。使用我们的模型的高能量的预测，随着Glauber理论，我们计算质子空气截面的能量接近sqrt s约30 TeV。我们的QCD模型预测的p-air宇宙线测量的比较提供了一个强有力的约束包容粒子产生截面。
2000-03-22 hep-ph
Magnetic Monopoles and Free Fractionally Charged States at Accelerators and in Cosmic Rays
强、弱和电磁相互作用的统一理论具有电荷量子化，预言了拓扑稳定的磁单极子的存在。中等尺度的单极子与冰立方和其他宇宙射线实验中宇宙射线单极子的探测能量相当。在某些模型中，磁单极子可以轻得多，携带两个、三个甚至更多的狄拉克磁荷量子。它们可能足够轻，其影响可以直接或间接地在LHC上被检测到。基于D-膜启发的$SU(3)_C\times SU(3)_L\times SU(3)_R$（三位一体化）模型的一个例子，与携带三个量子的狄拉克磁荷。这些理论还预言了带有分数电荷的色单态的存在，这可能在大型强子对撞机上实现。
2017-09-28 hep-ex hep-ph hep-th
CMB spectral distortions constraints on primordial black holes, cosmic strings and long lived unstable particles revisited
我们计算的光谱扭曲霍金蒸发的原始黑洞的重组时代之前，考虑到所有标准模型粒子的排放，包括夸克和胶子，并在不断膨胀的宇宙中产生的粒子级联。我们表明，原始黑洞的丰度的约束比以前的计算，只考虑到主要的光子发射强超过一个数量级。我们还表明，光谱扭曲的形状是不同的$y$或$i$型扭曲，是敏感的原始黑洞的质量。我们还扩展了以前的约束条件的衰变长寿命的不稳定粒子重组前额外的衰变通道。我们发现，对于暗物质质量$\lesssim$ 1 GeV，光谱畸变形状是暗物质质量的函数，以及标准模型粒子的衰变通道。我们还提供了新的超导宇宙弦衰变的谱失真约束。我们明确地表明，考虑从弦衰变发射的光子谱不仅是重要的未来的实验，而且已经可用的COBE-FIRAS数据。
2020-03-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic microwave background bispectrum of vector modes induced from primordial magnetic fields
计算了原初磁场诱导的矢量模的宇宙微波背景双谱。我们考虑到全角度依赖的双谱和讨论的振幅和形状的双谱在$\ell$空间。在压缩极限为$\ell_1 = \ell_2 \gg \ell_3$，我们估计了一个典型的值的归一化约化双谱$\ell_1(\ell_1 + 1)\ell_3(\ell_3+1)|b_{\ell_1\ell_2\ell_3}| \sim 2 \times 10^{-19}$，为原始磁场的强度平滑的$1 {\rm Mpc}$尺度$B_{1 \rm Mpc} = 4.7 \rm nG$假设一个几乎尺度不变的频谱的磁场。我们发现，如果普朗克把局域型组态的非线性参数限制为$|f^{\rm local}_{\rm NL}| < 5$，那么对磁场强度的约束将被粗略地估计为$B_{1 \rm Mpc} < 10 {\rm nG}$。
2010-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Snowmass2021 Cosmic Frontier White Paper:Primordial Black Hole Dark Matter
本白皮书探讨原初黑洞暗物质观测搜寻的科学动机、现状与未来范围，指出多机构支持的未来设施将提升探测灵敏度，需配套分析流程与理论建模，该研究低成本高回报且影响重大。
2022-07-01 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black holes from cusp collapse on cosmic strings
原初黑洞是宇宙学和天体物理学的重要研究对象，作为暗物质候选者和引力波的潜在来源，受到了广泛的关注。一种可能的PBH形成机制是宇宙弦的引力坍缩。到目前为止，关于宇宙弦产生PBH的全部文献都集中在（准）圆形宇宙弦环的坍缩上，这只占宇宙环总数的一小部分。在这里，我们证明了一种新的PBH形成机制：崩溃的一小部分宇宙弦附近的尖点。使用箍猜想，我们表明，崩溃是不可避免的，每当一个尖点出现在一个宏观大的循环，形成一个PBH的静止质量小于质量的循环的一个因素的无量纲弦张力的平方，$(Gμ)^2$。由于尖点是宇宙弦环的一般特征，并且不依赖于像圆形坍缩这样的精细调谐的环结构，这意味着宇宙弦产生的PBH比以前认识到的要多得多。由此产生的PBH是高度旋转的，并被提升到超相对论速度;它们占据了BH质量自旋参数空间的一个独特区域，因此是宇宙弦的“吸烟枪”观测特征。我们推导出新的约束$Gμ$从尖点塌陷PBH的蒸发，并更新现有的约束$Gμ$从引力波搜索。
2020-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Electroweak Primordial Magnetic Blackhole: Cosmic Production and Physical Implication
本文研究与引力耦合的电弱单极子形成质量下限为 $M_P \sqrt α$ 的 Reissner-Nordstrom 型原初磁性黑洞，指出其新产生机制及作为暗物质、星系和恒星种子的宇宙学意义。
2024-12-05 hep-ph hep-th
Primordial Circular Polarization in the Cosmic Microwave Background
圆（“V模式”）偏振预期在CMB中消失，因为它在汤姆逊散射中不产生。然而，考虑到传统的CMB各向异性是通过早期宇宙机制（如暴胀或弹跳场景）产生的，圆偏振可能最初产生并存活到最后散射的表面。我们对此进行了详细的研究，并找到了一个大类的暴胀模型，产生一个几乎规模不变的标量V模式各向异性谱。我们研究了通过玻尔兹曼层次的膨胀生产和随后的演变，并表明，在CMB中存在的V-模式偏振被抑制的因素，至少$10^{10^{20}}$相对于原始的$V$，与预期的可忽略不计的V-模式偏振从通货膨胀。我们考虑了其他的可能性来源$V$ primordially，如V-模式极化引起的圆极化原始引力波，或生产$V$后，通过新的相互作用在重组。
2019-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Gravitational Waves and Cosmic Microwave Background Radiation
这是2009年7月在巴黎举行的第12届马塞尔·格罗斯曼会议的OC 1平行会议“原始引力波和CMB”上发表的演讲摘要。这些报告和讨论表明，在理论和观测方面取得了重大进展。看来，现有的数据提供了一些迹象的存在引力波的贡献的CMB各向异性，而正在进行的和计划的观测工作很可能将这些迹象转化为更有信心的声明有关的实际检测。
2010-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Adiabatic Fluctuations from Cosmic Defects
我们指出，在引力的“两度量”理论的背景下，宇宙缺陷将产生原始绝热密度扰动谱的可能性。当表征产生缺陷的标量场的速度远大于表征重力和所有标准模型粒子的速度时，就会发生这种情况。这个模型将精确地模拟暴胀模型的标准预测，除了一个小的非高斯信号，可以通过未来的实验检测到。我们简要讨论了这些情况下的缺陷演化，并分析了它们的宇宙学后果。
2000-06-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Predicting Proton-Air Cross Sections at sqrt s ~30 TeV, using Accelerator and Cosmic Ray Data
我们使用高能量的预测QCD启发的参数化的所有加速器数据的前向质子-质子和反质子-质子散射振幅，随着格劳伯理论，预测质子-空气截面在能量接近\sqrt s \approx 30 TeV。质子-质子截面的参数化结合了解析性和么正性，并要求渐近质子是软部分子的黑色圆盘。通过与p-air宇宙线测量结果的比较，我们的分析结果在包容粒子产生截面的约束。
1999-10-05 astro-ph hep-ph
Effect of Magnetic Field Dissipation on Primordial Li Abundance
研究了原生磁场对原生元素丰度的耗散效应。当一个磁场重新连接时，它的能量被转换成带电粒子的动能，就像观测到的到达地球的太阳高能粒子一样。这加速了宇宙背景核，高能核引起非热反应。通过对大爆炸核合成过程中非热反应的理论计算，导出了耗散的一个约束条件。我们发现，如果在电子正电子湮没时期后，利用宇宙能量密度的0.01 - 0.1%进行核加速，则Li和D丰度的观测结果可以得到解释。磁场的这种振幅的重新连接产生出射喷流，其整体速度演化到适合于成功的宇宙射线（CR）核合成所需的0.1 - 1 MeV的核能的值。因此，在原始磁场耗散过程中宇宙背景核的加速是一种可能的软CR的产生机制，已被建议作为宇宙Li问题的解决方案。在没有外来物理学的解决方案中，只有耗散磁场模型解释了低Li和高D丰度的观测结果。我们的研究结果表明，在原始元素丰度中已经观察到了早期宇宙中强磁场的特征。
2022-01-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
P-P Total Cross Sections at VHE from Accelerator Data
在非常高的能量下--来自加速器和宇宙射线--对P-P总截面的估计进行比较，结果显示出超过10%的差异，这种差异超出了统计误差。在这里，我们使用一个唯象模型的基础上的多重衍射方法，成功地描述数据在加速器的能量。在回归分析的基础上，我们确定了置信误差带，分析了我们的预测所采用的数据外推的敏感性。：使用546和1.8 TeV的数据，我们对p-p总截面的外推仅与Akeno宇宙射线数据兼容，预测能量的上升比其他宇宙射线结果和其他外推方法慢。我们讨论了我们的结果的背景下，在未来的加速器和宇宙射线的实验结果的约束。
2004-08-06 hep-ph
From Primordial Quantum Fluctuations to the Anisotropies of the Cosmic Microwave Background Radiation
这些课堂讲稿主要包括三个相关的主题。第一部分详细介绍了宇宙学扰动理论。第二部分是专门讨论宇宙膨胀和原始波动的产生。第三部分将说明这些初始扰动是如何演化和产生宇宙微波背景辐射的温度各向异性的。将角功率谱的理论预测与日益精确的观测结果进行比较，提供了重要的宇宙学信息（宇宙学参数、初始条件）。
2006-04-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Dark photon -- Assisted Primordial Magnetogenesis
Vellore Institute of Technology (VIT)（维洛尔理工学院）；University of Delhi（德里大学）
本文探讨了通过暗光子与常规光子耦合生成原初磁场的机制，克服了传统方法中的强耦合和反作用问题，并为未解的宇宙谜题提供了新视角。
2026-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark energy from primordial inflationary quantum fluctuations
我们表明，目前的宇宙加速可以解释为一个几乎无质量的标量场经历量子涨落在原始的通货膨胀。假设它的质量不超过今天的哈勃参数，这个场在宇宙学时代已经被冻结，直到最近才开始主宰宇宙。通过使用超新星的数据，完成从星系调查和宇宙微波背景各向异性的重子声振荡，我们推断的原始暴胀的能量尺度约为几个TeV，这意味着可以忽略不计的张量标量比的原始波动。此外，我们的模型表明，通货膨胀持续了极长的时间。因此，暗能量可能是宇宙暴胀的自然结果，接近于电弱能量标度。
2010-09-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Tracing Cosmic accelerators with Decaying Neutrons
超高能中子和π介子可能在宇宙射线源内部的粒子相互作用中产生，随后衰变为中微子和其他次级粒子（$π^\pm \rightarrow μ^\pmν_μ(\bar ν_μ),μ^\pm \rightarrow e^\pm \barν_μ(ν_μ) ν_e(\barν_e)$）。在宇宙加速场的强磁场中，高能带电粒子在衰变前会由于同步辐射而损失大量能量。我们表明，对于内激波模型中的伽马射线暴，衰变的高能中子产生的极高能反中微子（$\bar ν_e$）的通量可能大于π介子衰变产生的总中微子通量，这取决于它们的洛伦兹因子、光度和变率的值.
2010-07-15 astro-ph.HE hep-ph
Measuring primordial anisotropic correlators with CMB spectral distortions
我们发现，膨胀模型与破碎的旋转不变性产生可测试的非对角签名之间的相关性的$μ$型失真和温度波动的宇宙微波背景。更确切地说，通常由原始矢量场的波动产生的具有四极双谱不对称性的场景，当$|\ell_1-\ell_2|=2$时产生非零的$μ$相关。由于光谱畸变对极小尺度的原始波动很敏感，因此宇宙方差限制的光谱畸变实验可以以高的信噪比检测到这种效应。
2015-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Polarization Rotation, Cosmological Models, and the Detectability of Primordial Gravitational Waves
宇宙微波背景偏振观测对宇宙学模型的许多方面进行了检验。在各种宇宙学模型中，有效的赝标量-光子相互作用会导致传播的电磁波线偏振随宇宙学距离的旋转。CMB偏振观测是对这些模型的极好检验，并有可能发现新的基础物理。赝标-光子相互作用正比于赝标场的梯度。从唯象的观点来看，这个梯度可以是中微子数的不对称性，也可以是其他密度流，或者是一个常数矢量。在这些情况下，洛伦兹不变性或CPT可能被有效地违反。在本文中，我们回顾了这些结果，并预计更精确的观测可以告诉我们的基础物理，通货膨胀等更好的准确性，预计在CMB偏振观测普朗克任务将于今年推出。专门的CMB偏振观测器，如B-Pol任务，CMBpol任务和LiteBIRD任务，将在未来更深入地探讨这一基本问题。有了这些灵敏度，有效赝标光子相互作用产生的宇宙极化旋转、原始和大尺度磁场产生的法拉第极化旋转以及张量模效应将有机会被探测和区分。减去的张量模效应可能是由于原始的引力波。我们讨论了直接探测这些原始引力波使用空间GW探测器。
2009-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The paradox of axions surviving primordial magnetic fields
在原始磁场存在的情况下，振荡的宇宙轴子场驱动振荡的电场。随后的耗散轴子被发现是成反比的原始等离子体的电导率。这个违反直觉的结果本质上等同于"芝诺悖论“或量子力学的"观察壶效应”。这意味着，即使原始磁场很强，宇宙轴子密度的标准预测也不会改变。
1995-10-03 astro-ph hep-ph
Uncovering the History of Cosmic Inflation from Anomalies in Cosmic Microwave Background Spectra
我们提出了一个暴胀的原始特征模型，它可以解释目前测量的宇宙微波背景（CMB）各向异性谱中的大尺度和小尺度异常，揭示了宇宙在其原始时代的一段冒险历史。虽然该模型目前是统计上无法区分的标准模型，我们表明，未来的观测，如西蒙斯天文台和LiteBIRD将相互补充，在区分模型的差异，由于其准确的E模式偏振测量，和PICO任务，如果资助，可以把严格的限制所有的特性。该模型预测了一个经典的原始标准时钟信号，它也可以用来区分暴胀和替代方案在一个模型独立的方式。
2022-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial bound systems of superheavy particles as the source of ultra-high energy cosmic rays
超高能宇宙射线（UHECR）的来源是原初束缚系统中超重粒子的湮灭，电荷守恒使它们成对产生，在某些情况下，估计的粒子和反粒子对的间距远小于由所考虑粒子的平均数密度确定的平均间距.如果新的U（1）电荷是一个类似于电磁场的长程场的源，则具有该电荷的粒子和反粒子可以形成具有湮灭时标的原初束缚系统，满足对这类UHECR源所假设的条件。这些条件严格限制了所考虑粒子的可能性质。因此，如果U（1）带电粒子之间存在普通的弱、强或电磁相互作用，那么UHECR起源的机制是不可能实现的。这使得提出的超重U（1）带电粒子的配对和结合机制成为探索极早期宇宙物理和粒子理论隐藏部分的有效理论工具。
2003-12-08 hep-ph
New mechanism for the generation of primordial seeds for the cosmic magnetic fields
我们讨论了通过局部超对称性扩展模型中典型的光子-引力光子混合，星系发电机的磁种子的暴胀产生。在参数空间中的允许区域的分析表明，这样的机制是兼容的矢量质量和混合参数与现有的唯象界，但需要足够大的混合，似乎很难实现自然的上下文中的最小超对称的情况下。
2000-12-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Solving the cosmic lithium problems with primordial late-decaying particles
我们调查的修改，从标准大爆炸核合成轻元素丰度的预测时，外来的晚衰变粒子寿命超过1秒是突出的早期宇宙。通过对这些长寿命粒子的性质进行独立于模型的分析，我们确定了与所有观测数据相一致的模型相关的参数空间，从而解决了关于Li ^[7]和Li ^[6]丰度的观测值与理论预测值之间的差异。
2007-09-25 astro-ph hep-ph
Extensive Air Showers and Accelerator Data - The NEEDS Workshop
非常高能量的宇宙射线通常通过测量与空气核碰撞产生的次级粒子形成的广泛的空气簇射来研究。测量的间接性质使得宇宙射线数据的物理解释强烈依赖于对簇射中多粒子产生的模拟。2002年4月，大约50名物理学家在卡尔斯鲁厄聚会，讨论强子多粒子产生的各个方面，目的是加强高能物理和宇宙射线群之间的相互作用。讲习班的重点是在加速器上测量与空气簇射有关的强子相互作用特征的现有和即将出现的可能性。本文是对讨论和结论的回顾。
2002-12-23 hep-ph
Cosmic Conundra Explained by Thermal History and Primordial Black Holes
一个普遍的机制可能是几个未解决的宇宙难题的原因。相对论性物质在$W^{\pm}/Z^{0}$退耦、夸克-强子跃迁和$e^{+}e^{-}$湮灭时压力的突然下降增加了早期宇宙中原初黑洞（PBH）形成的概率。假设原始曲率波动的幅度近似于尺度不变，这意味着多模态PBH质谱在$10^{-6}$、1、30和$10^{6}\,M_{\odot}$处具有峰。这表明了一个统一的PBH方案，自然解释了暗物质和最近的微透镜观测，LIGO/室女座黑洞合并，在宇宙红外和X射线背景的相关性，以及在高红移星系核中的超大质量黑洞的起源。我们的模型的一个独特的预测是，LIGO/Virgo应该在2和$5\,M_{\odot}$之间的质量间隙（预计没有恒星残留物）和$65\,M_{\odot}$以上（发生对不稳定超新星）以及两者之间的低质量比中观察到黑洞合并。因此，最近对具有这些特征的事件GW 190425，GW 190814和GW 190521的探测是对我们预测的惊人证实，并可能表明黑洞的原始起源。在这种情况下，PBH丰度对状态方程的指数灵敏度将提供QCD相变的独特探针。PBH的探测还将提供一种新的方法来探测能量在$1\,{\rm MeV}$和$10^{10}\,$ GeV之间的新粒子或相变的存在。
2020-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hunting for Primordial Non-Gaussianity in the Cosmic Microwave Background
自2002年COBE数据首次给出了（局部）原始非高斯性参数fNL的极限以来，CMB的观测一直在约束原始波动中各种形式的非高斯性的振幅方面发挥着核心作用。WMAP 7年数据的当前68%极限是fNL=32+/-21，普朗克卫星预计将在几年内将不确定性降低四倍。如果普朗克发现fNL>>1具有很高的统计意义，那么所有的单场暴胀模型都将被排除。此外，如果普朗克卫星发现fNL=30，那么它将能够使用τ NL>=（6 fNL/5）^[2]的四点函数（三谱）检验来检验一大类多场模型。在这篇文章中，我们回顾了从CMB数据中测量原始非高斯性的方法（最佳估计），结果（WMAP 7年）和挑战（二次各向异性，二阶效应和前景），提出了三光谱的科学案例，并总结了未来的前景。
2010-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic topology. Part IIc. Detectability with non-standard primordial power spectrum
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Sofia University ``St Kliment Ohridski''（索非亚大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
研究探讨了非标准原始功率谱对宇宙拓扑可检测性的影响，通过Kullback-Leibler散度和机器学习算法评估拓扑检测的观测前景。
2026-02-17 astro-ph.CO gr-qc 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
Fusion of strings as a hadronic accelerator
结果表明，在核子-核子碰撞的运动学极限之外，弦的熔合是核-核碰撞中粒子产生的一个来源。不同粒子的光谱进行了比较，获得合理的协议与高能数据的p--A碰撞。给出了在$\sqrt{s}=19.4$ AGeV和$\sqrt{s}=200$ AGeV下的A-B碰撞结果。结果表明，弦的聚变可以加速粒子到宇宙射线中检测到的最高能量，而无需任何额外的宇宙加速器的帮助。在$10^{16}$ eV和$10^{19}$ eV之间的能量范围内，宇宙射线的平均簇射深度的最大值的增加也可以用相同的机制来解释，而不需要化学成分的任何变化。
1996-06-14 hep-ph
