Variable Inflaton Equation of State and Reheating
我们在暴胀后微扰玻尔兹曼再加热的背景下探索了与时间相关的暴胀状态方程(EoS)参数的后果。特别地,我们数值求解了包含暴胀能量密度、辐射能量密度以及相关熵密度和粒子热浴温度的微扰耦合Boltzmann方程组。我们利用合理的Ansätze的EoS和讨论的Boltzmann系统的鲁棒性。我们还评论可能的微观起源与时间相关的暴胀子潜力,讨论预热阶段和相关的(原始)引力波的后果。
2021-07-07 astro-ph.CO gr-qc
Ekpyrotic Reheating and Fate of Inflaton
结果表明,只要暴胀后暴胀子势变为负值,微扰再加热可以达到足够高的温度,且暴胀子衰变率很小或可以忽略。在我们的模型中,暴胀子和暗能量场是两个独立的标量场,并且,取决于暴胀子的质量和它与物质场的耦合,有可能在重新加热后剩余的暴胀子可以成为暗物质的候选者。
2013-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fresh inflation with nonminimally coupled inflaton field
本文研究了一个新的具有非极小耦合引力的标量场的暴胀模型。一个例子进行检查。我们发现,当尺度因子的幂次$p$值越大时,耦合到暴胀子场涨落的$ξ$满足尺度不变功率谱的必要值越小(但其绝对值越大)。
2002-06-19 gr-qc hep-ph
Preheating of the nonminimally coupled inflaton field
我们研究了与时空曲率非极小耦合的暴胀子场$ϕ$的预热。在自耦合暴胀子势$V(ϕ)=λϕ^4/4$的情况下,预热的动力学由于负的$ξ$的影响而改变。我们发现,非最小耦合的工作方式有两种。首先,由于再加热的暴胀子场的初始值随着$|ξ|$的增加而变小,所以对于固定的$λ$,暴胀子量子的演化被延迟。第二,暴胀子场的振荡被修正,在$ϕ=0$附近发生了显著的非绝热变化。这使得涨落场的共振带变宽。特别是在强耦合区$|ξ| \gg 1$,由于非最小耦合,暴胀子扰动的增长主要由共振控制,导致低动量模的显著增强.虽然暴胀子涨落的最终方差与最小耦合情况相比没有显著变化,但我们发现,对于$ξ<-60$,从均匀暴胀子到产生的粒子的能量转移有效地发生。
1999-12-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Violent Preheating in Inflation with Nonminimal Coupling
本文研究了具有非最小耦合$ξϕ^2R$和四次势$λϕ^4/4$的暴胀模型在预热阶段的粒子产生,包括实标量暴胀、复标量暴胀和阿贝尔Higgs暴胀.我们指出,预热进行得比以前认为的更激烈。如果暴胀子是一个复标量,相位自由度在预热的第一阶段剧烈产生。如果暴胀子是希格斯场,那么纵向规范玻色子的产生也同样剧烈。这是由暴胀子场的时间依赖性中的尖峰状特征引起的,这可以理解为有效势或动力学项突然变化的短时间尺度的结果。所产生的颗粒通常具有非常高的动量$k \lesssim \sqrtλM_\text{P}$。这种产生可能非常强烈,以至于几乎所有的暴胀子能量都在$ξ^2λ\gtrsim {\mathcal O}(100)$的一次振荡中被带走。这可能部分地改变了传统的理解(p)再加热后,膨胀与引力的非最小耦合,如希格斯膨胀。我们还讨论了在预热阶段么正性破坏的可能性。
2017-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflaton decay and reheating in nonminimal derivative coupling
研究了具有混沌势的非最小导数耦合(NDC)模型中暴胀子的衰变和暴胀结束后的再加热期。一般来说,这个模型是已知的,以提供一个增强的慢滚膨胀所造成的重力增强摩擦。我们发现哈勃参数的剧烈振荡引起声速平方的振荡,这意味着在共动规范$φ=0$下曲率微扰$ζ$的拉格朗日不稳定性.同时,还证明了曲率扰动在$\dotϕ=0$处爆炸,导致共动规范在$\dotϕ=0$处崩溃.因此,我们使用牛顿规范进行微扰分析,其中牛顿势被用作物理变量。曲率扰动不被认为是描述再加热过程中相关扰动的物理变量。
2016-07-01 gr-qc hep-th
Aspects of wave turbulence in preheating II: Rebirth of the nonminimal coupled models
本文研究了由一个与时空曲率非极小耦合的暴胀子场$ϕ$和一个自耦合四次势V($ϕ$)= $λϕ^4/4$组成的模型中的非线性预热阶段.作为第一个动机,我们提到,这种非最小耦合模型与观测数据一致。本工作的第二个和中心问题是展示与从暴胀子场向热化状态的非均匀波动的能量转移机制相关的波湍流方面。湍流相的印记主要表现在暴胀子场的方差和能量密度等相关量的时间功率谱和波数上。我们对非最小耦合模型的几个值进行了模拟,并考虑了宇宙动力学中暴胀子波动的反作用,从而确定了有效的状态方程。
2019-05-31 gr-qc
Calculations of Inflaton Decays and Reheating: with Applications to No-Scale Inflation Models
我们讨论暴胀子衰变和再加热在无标度Starobinsky类模型的通货膨胀,计算有效的状态方程参数,$w$,在时代的暴胀子衰变,再加热温度,$T_{\rm reh}$,和通货膨胀的e倍,$N_*$的数量,比较分析近似与数值计算。然后,我们说明了这些结果与应用程序的模型的基础上无尺度超引力和激励的通用弦紧化,包括情况下的暴胀子被确定为一个untwisted部门的物质场与直接汤川耦合MSSM领域,暴胀子通过引力强度相互作用衰减。最后,我们使用我们的结果来讨论目前的测量的标量谱指数$n_s$和张量标量扰动比$r$对这些模型施加的约束,将它们转换为对$N_*$,暴胀子衰减率和特定的无标度暴胀模型的其他参数的约束。
2015-05-26 astro-ph.CO gr-qc 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
Primordial Black Holes from Inflation with Nonminimal Derivative Coupling
我们提出了一种新的增强机制的曲率扰动的非最小导数耦合暴胀模型与暴胀子场的耦合参数。通过考虑一种特殊形式的耦合参数作为暴胀子的函数,由于引力增强的摩擦,可以实现一个超慢卷暴胀周期,由此产生的曲率扰动功率谱具有一个尖锐的峰值,该峰值大到足以产生原始黑洞。在这种机制下,我们可以很容易地获得$\mathcal{O}(10)M_\odot$、$\mathcal{O}(10^{-5})M_\odot$和$\mathcal{O}(10^{-12})M_\odot$等特定质量周围的原始黑洞的尖锐质谱,它们可以分别解释LIGO事件、OGLE数据中的超短时间尺度微透镜事件和大部分暗物质。
2019-09-25 astro-ph.CO gr-qc
Entropy mode loops and cosmological correlations during perturbative reheating
最近,它已被证明,在预热过程中循环的熵模式,对应于暴胀子衰变产物,有意义地修改宇宙学关联函数在超视界尺度。在本文中,我们确定的意义,同样的效果时,再加热发生在微扰制度。在一个典型的双标量场模型中,环校正的大小取决于几个参数,如背景暴胀子的振幅在开始再加热,暴胀子衰变率和暴胀子质量。虽然与预热情况相比,环路贡献很小,但它们仍然大于充气期间的环路效应。
2015-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Exponential potential for an inflaton with nonminimal kinetic coupling and its supergravity embedding
根据新的观测结果,我们讨论了驱动暴胀的指数势的状态。我们从最小情形出发,研究了与爱因斯坦张量动力学耦合的暴胀子。我们发现,在这种情况下,指数势是很好的兼容与观察。他们的预测与混沌型二次势的暴胀子最小耦合到重力相吻合。我们表明,存在一个简单的映射之间的两个模型。此外,我们的模型的一个新颖的方面是,它具有自然退出通货膨胀阶段,即使在没有最低限度。我们也转向超引力和激励这些潜在的和非最小的动力学耦合作为可能的有效的量子理论。
2014-11-03 gr-qc hep-th
Primordial black holes in nonminimal derivative coupling inflation with quartic potential and reheating consideration
研究了起源于引力非最小场导数耦合(NonMinimal field Derivative Coupling,NMDC)框架的引力增阻机制在四次势下的原初黑洞(Primitive Black Holes,PBH)的产生.将耦合参量作为暴胀子场的二分函数,通过对五参量近似的微调,可以获得超慢滚相位,从而使暴胀子场由于高摩擦而慢下来。这使我们能够实现足够的增强曲率扰动功率谱的振幅,以产生不同质量的PBH。再加热阶段被认为是获得在辐射主导时代的PBH生成的标准。我们证明了三种情况下的小行星质量PBH($10^{-12}M_{\odot}$,$10^{-13}M_{\odot}$,和$10^{-15}M_{\odot})$可以是非常有趣的候选人,包括$100\%$,$98.3\%$和$99.1\%$的总暗物质(DM)的宇宙内容。此外,我们还分析了感生引力波(GWs)的产生,说明了在我们模型所预言的所有参数情况下,其电流密度参数$(Ω_{\rm GW_0})$的谱都有切割GWs探测器灵敏度曲线的峰,因此我们的结果的准确性可以用这些探测器来检验。最后,我们的数值计算结果表明,$Ω_{\rm GW_0}$的频谱表现为幂律函数的频率,$Ω_{\rm GW_0} (f) \sim (f/f_c)^{n} $,在附近的高潮。此外,在红外区域$f\ll f_{c}$中,功率指数满足关系式$n=3-2/\l…
2022-02-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Pseudo-Nambu-Goldstone Boson Production from Inflaton Coupling during Reheating
本文研究再加热阶段暴胀子经导数耦合产生 pNGB,计算一般衰变率并以 PQ 径向模式暴胀产生轴子为例,指出其可形成非热残余与暗辐射信号。
2024-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflaton accretion onto primordial black holes during reheating
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
研究通过α-吸引子E模型,将再加热初始条件直接锚定到宇宙微波背景观测,分析原始黑洞在再加热时期与辐射背景的相互作用,发现吸积过程导致最终原始黑洞质量的非线性增强,进而影响其霍金蒸发寿命和随机引力波背景。
2026-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating with Effective Potentials
我们考虑一个带电的暴胀子,这是最低限度地耦合到电磁再加热。这种暴胀子的演化导致光子的质量依赖于时间。我们展示了如何大量的光子传播可以表示为空间傅里叶模式和涉及三种不同的模式功能,就像恒定质量的情况下。我们开发了精确的解析近似这些模式的功能,并使用它们来近似施加在充气$0$模式的有效力。这种有效力允许人们简单地计算暴胀$0$ -模式的演变,并遵循再加热的进程。
2022-11-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generalised asymptotic solutions for the inflaton in the oscillatory phase of reheating
我们确定广义渐近解的暴胀子场,哈勃参数,和状态方程参数有效的振荡阶段的再加热的潜力,接近他们的全球最小值的行为,甚至单项潜力。对于二次势,我们推导出一个广义的渐近展开的暴胀相对于宇宙时间的逆幂所设置的尺度。对于四次潜在的,我们推导出一个明确的,两项广义渐近解的雅可比椭圆函数,与宇宙时间的平方根的逆幂的规模。最后,在一般情况下,我们发现类似的两项解决方案,其中的领导阶项的高斯超几何函数的隐含定义。在一般情况下,讨论了瞬时状态方程参数首项与不同平均值的关系。
2019-12-06 gr-qc
Post-Inflationary Constraints on Nonminimally Coupled Quintessential Inflation
Yonsei University(延世大学);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等科学研究院);Saga University(佐贺大学);Universidade de Coimbra(科英布拉大学)
本文研究非最小耦合标量-张量理论中的精质暴胀,通过双指数变形解决单一指数耦合无法提供晚期加速的矛盾,数值解得到解冻精质区域,未来暗能量测量可探测宇宙暴胀后再加热历史。
2026-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chaotic inflation with running nonminimal coupling
我们已经发现了一个成功的混沌暴胀模型,暴胀子与引力非极小耦合。非最小耦合常数$ξ$随暴胀子的演化而变化。耦合的运行性质自然会导致耦合变得足够小,从而有足够的暴胀周期来解决宇宙学难题。
1997-05-04 astro-ph gr-qc hep-ph
(P)reheating after minimal Plateau Inflation and constraints from CMB
研究了一类考虑暴胀子$(χ)$与再加热场$(ϕ)$之间的四脚相互作用项$(1/2)g^2ϕ^2χ^2$的平台暴胀模型的预热相.我们特别关注的参数$ϕ_*$,控制通货膨胀的动力学和形状的暴胀潜力的影响。对于$ϕ_* < M_p$,暴胀子势偏离通常的幂律行为$ϕ^n$显著地改变了预热动力学的微观行为。对于两个不同的$ϕ_*$值,我们使用$n=2,4,6$分析和比较了所考虑的不同模型的产生效率、热化效率和系统的最终状态方程。最重要的是,当我们增加$n$或减少$ϕ_*$时,预热非常有效地发生,最终的状态方程是辐射的状态方程,$w=1/3$。特别是对于$n=2$,最终的状态方程为$w\simeq 0.2$。然而,一个完整的衰变的暴胀子不能实现与四腿相互作用的任何模型正在考虑。因此,为了完成再加热过程,我们对再加热阶段的第二阶段进行了微扰分析。以最终产品的预热阶段作为初始条件,我们已经解决了齐次玻尔兹曼方程的两个字段补充的约束来自随后的熵守恒。这样,我们就可以计算出预热结束后的再加热温度,否则再加热温度是不明确的。对于给定的暴胀子衰变常数和CMB温度,温度可以是唯一固定的。我们还将所得结果与传统的再热约束分析进行了比较,并从场论的角度讨论了暴胀子衰变常数的极限。
2019-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonequilibrium inflaton dynamics and reheating. II. Fermion production, noise, and stochasticity
我们提出了一个详细的和系统的粗粒度的,非平衡动力学的标量暴胀子场耦合到费米子场在后期阶段的再加热期的暴胀宇宙学的分析。我们推导出了一般弯曲时空中暴胀子平均场和方差在两个环上的耦合非微扰方程,并证明了运动方程是真实的和因果的,两点函数的间隙方程是耗散的,由于费米子粒子的产生。然后,我们专门的闵可夫斯基空间和小振幅暴胀子振荡的情况下,并推导出微扰的单回路耗散和噪声内核的汤川耦合常数的四阶正常阈值耗散和噪声内核满足零温度波动耗散关系。我们推导了暴胀零模动力学的朗之万方程,并证明了它的方差在再加热过程中是不可忽略的。暴胀子的随机演化可能具有重要的天体物理学后果。
1998-03-19 gr-qc hep-ph
Nonminimal Inflation and the Running Spectral Index
本文研究了一类暴胀子与引力最小耦合的模型,其中暴胀子与引力的耦合项为$f(R)\vp^2$。我们特别关注的情况下,当$f\sim R^2$,膨胀的标度因子是由通常的势能驱动,而滚动的暴胀子是由非小耦合。我们表明,功率谱是在一般的蓝色,并得到一个运行的光谱指数的问题得到缓解。然而,暴胀子势必须有一个大的二阶导数,以获得大的运行。
2006-07-24 astro-ph gr-qc hep-th
On the breakdown of the curvature perturbation ζ during reheating
在单标量场暴胀模型中,标准曲率微扰在超视界尺度下是守恒的,但在dΦ/dt=0时,即背景暴胀场的时间导数为零时,标准曲率微扰在再加热过程中发散。这是因为当dΦ/dt= 0时,共动规范φ=0(其中φ表示暴胀子微扰)会破裂。这个问题通常是绕过平均的暴胀子振荡,但严格地说,演变的暴胀子是不适定的数学。我们解决了这个问题的自由理论,通过引入一个家庭的光滑规范,仍然消除了暴胀波动的哈密顿形式主义,并给出了一个表现良好的曲率微扰,这是严格保守的超视界尺度。在线性化的水平上,这个守恒变量可以被用来明确地传播暴胀扰动从暴胀结束到随后的时期。我们讨论的影响,我们的结果的通货膨胀的预测。
2015-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Preheating in the nonminimal derivative coupling to gravity
我们重新审视了暴胀结束后,在非最小导数耦合(NDC)与重力与二次势的再加热机制。这是因为NDC的充气应该描述慢滚充气以及充气结束后的预热阶段。我们指出,非周期暴胀子的解决方案意味着没有参数共振,相比的正则耦合(CC)重力的周期振荡暴胀子。通过数值求解量子场的微分方程,证明了NDC模型在暴胀结束后不出现窄参量共振和宽参量共振,这与求解Mathieu方程得到的CC模型的情况不同.
2016-12-20 gr-qc hep-th
Note on Reheating in G-inflation
我们研究了在动力学驱动的G-暴胀模型中暴胀结束时的粒子产生,并表明,尽管没有暴胀子振荡,因此没有参数共振不稳定性,但由于与不断发展的暴胀子场的耦合,物质粒子的产生可能比纯引力帕克粒子的产生更有效。
2016-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The charged inflaton and its gauge fields: preheating and initial conditions for reheating
我们计算粒子生产过程中的通货膨胀和在早期阶段的再加热后的通货膨胀模型与带电标量场耦合到阿贝尔和非阿贝尔规范场。详细分析了原始电场、磁场和电荷涨落在膨胀和预热结束时的功率谱。我们仔细考虑高斯约束在通货膨胀和预热,并澄清的纵向分量的电场的作用。我们计算了产生的规范场在暴胀凝聚体上的反作用的时间尺度,标志着场的非线性演化的开始。我们提供了一个处方的初始条件晶格模拟必要的捕捉随后的非线性动力学。在观测方面,我们发现,原始磁场产生的太小,以解释银河系尺度上的磁场的起源和电荷的波动是在本文所考虑的模型的观测范围内。
2016-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating of the Universe as holographic thermalization
假设规范/引力对应,我们研究宇宙的再加热使用其全息对偶。膨胀子衰变和衰变产物的热化对应于球壳的坍缩和对偶反德西特(AdS)时空中黑洞的形成。再加热温度被计算为由动态边界探测的已发展黑洞的霍金温度,并且由暴胀子能量密度和AdS半径确定,并从壳塌缩的动力学进行校正。对于给定的初始能量密度的暴胀子场的全息模型给出显着较低的再加热温度比即时再加热的情况下,而它被证明是安全的唯象范围内。
2015-09-15 gr-qc hep-ph hep-th
Braneworld reheating in the bulk inflaton model
在体标量场驱动的膜世界暴胀的背景下,为了理解暴胀后的再加热,我们研究了体标量场到膜上物质的能量耗散。利用格林函数方法导出了具有耗散的体场的后期行为,并严格证明了只要膜上的Hubble参数和体标量场的质量远小于5维反曲率标度,该体暴胀子模型就能再现标准的再加热过程.我们的结果支持了这样一种观点,即由体标量场引起的膜暴胀模型有望成为早期宇宙的一个可行的替代方案。
2003-03-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Universe Reheating after Inflation
研究了暴胀子场快速振荡暴胀后的标量粒子产生问题。我们使用的框架与四次和二次暴胀子潜力的混沌通货膨胀的情况。特别注意的是发生在快速振荡的暴胀子场的存在下的参数共振现象。我们已经发现,在微扰理论的适用范围内,参数共振的影响是至关重要的,基于一阶玻恩近似的估计往往低估了粒子的产生。在四次暴胀子势$V(φ) = λφ^4$的情况下,即使对于小的耦合常数值,粒子产生过程也是非常有效的。在这种情况下,宇宙的再加热温度比基于一阶玻恩近似的相应估计值大$\left[λ\, \log\, (1/λ) \right]^{- 1}$倍。在二次暴胀子势的情况下,再加热过程主要取决于暴胀子与另一个标量场之间的耦合类型以及耦合常数的大小。如果暴胀子与费米子的耦合以及它与标量场的线性(在暴胀子场中)耦合被抑制,那么,正如Kofman、Linde和Starobinsky之前所讨论的那样(参见参考文献13),暴胀子场最终将与其余的物质解耦,并且剩余的暴胀子振荡可能提供宇宙的(冷)暗物质。在二次暴胀子势的情况下,我们得到了暴胀子场冻结时有效能量密度的最低和最高可能界。
1994-07-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Black Hole Reheating
本文探索了通过原初黑洞蒸发实现宇宙再加热的新途径,发现PBHs的初始质量、丰度及暴胀子耦合决定了两种截然不同的再加热历史,并估算了相关参数范围。
2023-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Gravitational waves from self-resonance during reheating with a quantum-corrected inflaton potential
The University of Tokyo(东京大学);Shiv Nadar Institution of Eminence (Deemed to be University)(希夫纳达尔卓越学院(视为大学));RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN(理化学研究所交叉理论数学科学中心(iTHEMS));Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所)
研究暴胀子势的量子修正对预热动力学及引力波谱的影响,通过分析α吸引子T模型及晶格模拟计算谱,发现其信号在超高频区,结果或可探测量子修正,提供紫外物理间接信息。
2026-07-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Secret Higgstory of the Highest Temperature during Reheating
我们研究的标准模型希格斯凝聚体,在宇宙膨胀过程中形成的作用,在时代的再加热如下。我们关注的情况下,暴胀子衰减缓慢和微扰,所以有一个很长的时间之间的通货膨胀的结束和开始的辐射统治。在此期间,希格斯凝聚衰变非微扰,我们表明,它加热的原始等离子体的温度要高得多,而不是从缓慢衰减的膨胀单独。我们讨论了这种热等离子体的膨胀的衰变产物的热化的效果,并研究其现象学意义的宇宙学遗物,如暗物质的形成,与相关的isocurvature波动,并恢复电弱和Peccei-Quinn对称性。
2021-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and Reheating with a Fermionic Field
暴胀长期以来一直是理解早期宇宙的公认范式。大多数暴胀模型都有一个标量场作为暴胀子粒子,在暴胀后,它在一个被称为再加热成标准模型(SM)粒子的过程中衰变。在这项工作中,我们考虑一个费米子作为暴胀子场。诺特对称性论证表明,如果费米子与引力的耦合不是最小的,那么它就可能存在一个指数膨胀的宇宙。我们在这个模型中使用这样的场景来研究通货膨胀和再加热。我们发现在这个模型中所涉及的各种参数,其中包括非最小耦合强度$ξ$,质量$m$和汤川耦合$Y$之间的关系。
2018-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and Reheating by Dynamical Torsion
KEK(高能加速器研究机构);Tohoku University(东北大学)
该研究探讨动力学挠率驱动的暴胀,计算暴胀子衰变率发现其存在非零的反常诱导衰变过程,进而给出此类暴胀模型的再加热温度下限。
2026-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bridging between reheating and late-time observations in quintessential inflation
本文通过从现在回溯暴胀场演化,建立再加热温度与暗能量状态方程的普适解析关系,证明成功再加热的典型暴胀模型预言暗能量状态方程极其接近-1。
2025-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evolution of Cosmological Perturbations during Reheating
用时空平均和WKB近似得到的理想流体代替快速振荡的暴胀子场,研究了再加热阶段超视界尺度标量扰动的行为.从暴胀子到辐射的能量转移的Barnesian参数的演变的影响,检查现实的再加热过程。结果表明,由能量转移产生的熵扰动是可以忽略不计的小,因此,在再加热过程中的Barclay参数是守恒的一个很好的精度。这证明了传统的处方有关的振幅的量子涨落在通货膨胀和绝热扰动在视界交叉的后弗里德曼阶段。
1996-09-13 gr-qc
A dynamical inflaton coupled to strongly interacting matter
本文将Einstein-inflaton方程与全息术描述的强耦合量子场论自洽耦合,证明该模型能依次产生暴胀宇宙、再加热阶段及最终由热平衡量子场论主导的宇宙。
2024-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation, Reheating and Dark Matter
在最近的一篇论文中,Liddle和Urena-Lopez提出,要有一个统一的暴胀和暗物质模型,就必须有一个适当的再加热过程,其中部分暴胀子场仍然存在。在本文中,我提出了一个模型,这是可能的。我发现,结合由暴胀子产物产生的等离子体质量的影响,使我们能够停止这一过程。提出了一个数值估算模型。
2007-04-18 astro-ph gr-qc
Reheating After Swampland Conjecture
宇宙的演化是从一个炽热而致密的大爆炸点开始的。用早期暴胀周期解释了宇宙微波背景(CMB)辐射的温度涨落图和大尺度结构(LSS)的初始种子。暴胀子作为暴胀场的量子,是宇宙加速膨胀的原因。自相互作用单场模型的势受到观测数据和量子引力的约束。一些形式的势是由普朗克卫星的数据推出的,一些是由量子引力约束推出的。在暴胀或冷暴胀的标准模型中,宇宙首先膨胀,其中暴胀子滚动势的近平坦部分,并且在第二部分中,宇宙再加热,其中暴胀子围绕势的最小值振荡,这导致热化辐射主导宇宙。弦论作为量子引力的最佳模型,在再加热的热化阶段,不允许势能在最小值附近振荡。但在暖的暴胀模型中,热化发生在宇宙膨胀期间,在那里暴胀子滚动接近陡峭的势,宇宙将是辐射主导的,没有任何分离的再加热时期。
2019-12-30 gr-qc
Primordial black hole versus inflaton
本文比较了暴胀子和原初黑洞两种再加热背景下暗物质的产生过程与参数空间,发现原初黑洞主导或暴胀子主导的再加热均可显著拓宽可行的暗物质质量范围。
2024-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effects of Fragmentation on Post-Inflationary Reheating
本研究分析暴胀后再加热时期碎片化的影响,发现其效应依赖再加热机制:费米子衰变再加热基本被排除,玻色子衰变受影响小,散射再加热会降低再加热温度。
2023-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Brane inflation: swampland criteria, TCC, and reheating predictions
我们考虑在一个5维时空中的暴胀,暴胀子场被限制在一个膜世界中。在这种情况下,我们研究不同类型的潜在的暴胀,讨论其观测结果,并与数据进行比较。我们发现,某些类的潜力是在良好的协议与观察和暴胀子场的值可以是sub-Planckian。此外,我们调查了沼泽地的标准,在这种情况下,并确定模型的一致性与aestructures。这样,我们就可以确定同时满足观测数据和沼泽标准的模型。通过研究再热阶段,再热温度的可接受范围对模型施加了一些限制,从而施加了更多的约束。最后,我们考虑了该模型的trans-Planckian审查猜想的结果,证明了TCC的约束是很强的,可以用来限制膜的张力。
2022-01-22 gr-qc
Gravitational Waves from Inflaton Decay and Bremsstrahlung
本研究探讨暴胀子通过高阶导数耦合衰变及轫致辐射产生引力波,发现低再加热温度下可产生显著暗辐射,并给出幺正性破缺尺度的再加热相关约束。
2024-02-05 gr-qc hep-ph hep-th
Gravitational reheating
本文提出一种仅通过引力耦合暴胀场与子场的极简再加热情景,成功实现宇宙再加热,并给出原初引力波谱的强预测,从而排除大量原本与普朗克数据一致的暗物质和暴胀模型。
2023-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating and Thermalization, Linear Vs. Non-Linear Relaxation
我们考虑的情况下,一个标量场,暴胀子,耦合到较轻的标量和费米子,并研究通过粒子生产在线性和非线性制度的暴胀子的松弛。这对暴胀宇宙模型中的再加热问题有直接的应用。线性状态分析为再加热问题的标准方法提供了一个基本原理,但我们对弛豫和热化进行了区分。我们发现,粒子生产时,暴胀开始在{ \it非线性}区域通常是一个更有效的方式转移能量的暴胀零模式,并进入量子的轻标量比单粒子衰变。对于非线性制度,我们考虑自洽的暴胀子场的期望值的演变耦合到量子涨落的演变。详尽的数值分析表明,所产生的颗粒的分布是远离热,和开放的通道的效果。在费米子的情况下,泡利阻塞在暴胀子演化的早期就开始阻碍能量转移到费米子模式。我们研究的影响,我们的结果的问题,如何计算宇宙的再加热温度膨胀后。
1995-07-25 gr-qc hep-ph hep-th
Multi-field formulation of gravitational particle production after inflation
我们研究多场暴胀模型,包含一个非平凡的场空间度量和一个非最小的引力和暴胀部门之间的耦合。在这样的模型中,我们知道即使没有明确的相互作用项,暴胀子扇区也可以由于与引力的非最小耦合而衰变为物质,从而在引力作用下重新加热宇宙。使用Bogoliubov方法,我们评估的引力衰变率的暴胀场标量和费米子,并分析再加热动力学。我们还讨论了如何解释的再热动力学不同,在所谓的约旦和爱因斯坦框架,强调Bogoliubov系数的计算是独立的框架中,其中一个开始。
2015-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonequilibrium inflaton dynamics and reheating: Back reaction of parametric particle creation and curved spacetime effects
我们提出了一个详细的和系统的非微扰,非平衡动力学的量子场的再加热阶段的膨胀宇宙学,包括完全的反反应的量子场弯曲的时空,以及波动的平均场。我们在空间平坦的FRW宇宙中使用具有不破缺对称性的O(N)场论来研究暴胀子后预热阶段的动力学。暴胀子零模的振荡会引起量子涨落的参量放大,导致能量迅速转移到暴胀子场的非均匀模。我们采用了在前一篇论文[gr-qc/9706001]中导出的平均场和方差的耦合非微扰方程,该方程是通过弯曲时空的两粒子不可约(2 PI)、闭合时间路径(CTP)有效作用量导出的,同时专门用于1/N展开中的首阶。采用绝热正则化。重整化动力学方程是从许多暴胀宇宙学场景中的一般初始数据到慢滚终态的数值演化。初始条件包括一个大振幅,准经典,振荡的平均场,和由德西特不变真空的方差。我们发现,足够大的初始平均场振幅在这个模型中,参数共振效应单独(在无碰撞近似)是不是一个有效的手段来“预热”的量子场。对于小的初始平均场振幅,阻尼的平均场通过量子涨落的参数放大被认为是发生。我们的研究结果表明,时空的自洽动力学在决定后膨胀宇宙的物理中起着重要的作用。
1997-12-07 gr-qc hep-ph
Reheating as a surface effect
我们描述了一个新的机制,通过蒸发的表面电荷的碎片暴胀子凝聚再加热宇宙。我们表明,对于一个范围内的汤川耦合的暴胀的物质部门蒸发引起一个小得多的再热温度相比,标准的微扰衰变。因此,通过表面效应的再加热可以解决暴胀模型中的引力子和模量超过生产问题,而无需微调汤川部门。
2002-04-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Warm inflation with an oscillatory inflaton in the non-minimal kinetic coupling model
在冷暴胀情景中,慢卷暴胀和通过相干快速振荡的再加热通常被认为是两个不同的纪元。当慢滚结束时,一个快速振荡阶段开始,暴胀子衰变为相对论粒子,重新加热宇宙。在另一个被称为暖膨胀的模型中,快速振荡阶段被抑制,我们只剩下一个缓慢的滚动阶段,在此期间发生再加热。相反,在本文中,我们提出了一个新的图片通货膨胀的慢滚时代被抑制,只有快速振荡阶段存在。在这个时期的辐射产生考虑在内,所以我们有一个振荡暴胀的暖暴胀。为了提供足够的e折叠,我们采用非最小导数耦合模型。我们研究了宇宙学扰动,计算了暖振荡暴胀结束时的温度。
2017-07-17 gr-qc hep-th
Reheating, thermalization and non-thermal gravitino production in MSSM inflation
在MSSM暴胀的框架下,通过耦合到UDD暴胀子(一种规范不变的方子组合)的场的衰变研究了物质和引力子的产生。在暴胀结束后,平坦方向在其势能的最小值附近振荡,每次振荡时约有56%的能量在穿过原点时转化为规范/高根诺和标量量子的爆发。这些粒子然后获得一个大的暴胀子VEV诱导的质量和微扰衰变成MSSM量子和引力子,通过瞬间预热非常有效地转移暴胀子能量。关于热化,我们表明,MSSM自由度热化非常快,但不是立即凭借的大真空期望值的暴胀,这打破了$SU(3)_C\times U(1)_Y$的对称性成一个剩余的$U(1)$。能量转移到MSSM量子是非常有效的,因为只有在$\mathcal{O}(40)$完成振荡后才能实现完全热化。因此,UDD暴胀提供了一个非常有效的宇宙再加热,其温度$T_{reh}=\mathcal{O}(10^8\mathrm{GeV})$允许例如几种重子生成机制。我们还计算了引力子数密度从微扰衰减的平坦方向和超对称多重态。我们发现引力子的产生量可以忽略不计,并且满足宇宙学的限制,如大爆炸核合成(BBN)和暗物质(DM)的限制。
2017-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Symmetry Breaking and Reheating after Inflation in No-Scale Flipped SU(5)
无标度超引力和翻转的SU(5)$\times$ U(1)规范群为弦标度以下的物理学提供了一个雄心勃勃的原型弦启发方案,当暴胀子与中微子质量产生相关的单态场之一相关联时,它可以容纳观测所青睐的斯塔宾斯基式暴胀。在暴胀期间,真空保持在未破缺的GUT阶段,并且当具有平坦方向的场(平子)获得真空期望值时,GUT对称性破缺稍后发生。由于衰变通道的打开和关闭取决于平子真空期望值的值,因此,平子衰变和再加热过程在很大程度上取决于GUT对称性破缺。在这里,我们考虑同时宇宙学的膨胀和flaton领域的膨胀后的演变。我们区分弱,中等和强再加热制度,并计算在每种情况下产生的熵作为所有领域解决其全球最小值。这三种再加热方案的不同之处在于汤川耦合的值,汤川耦合在SU(5)的单线态和${\bf 10}$之间引入了质量混合。大统一理论跃迁的动力学对引力子的产生有重要影响,我们还讨论了在这三种情况下我们预期的中微子质量模式。最后,我们使用最近的宇宙微波背景对中微子质量的限制来约束再加热模型,发现如果再加热很强,中微子质量和宇宙学重子不对称性都可以得到解释。
2018-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Brane inflation and reheating
本文研究了IIA型弦论导出的膜世界模型中的暴胀和再加热。这个特殊的设置是基于一个模型的字符串介导的超对称性破缺。暴胀子是D4-膜的横标量之一,D4-膜的一个空间维度在两个NS 5-膜之间拉伸,因此它实际上是三维的。这个D4-膜被吸引到一个D 6-膜上,这个D 6-膜与5-膜之间有一个固定的距离。由D4/D 6相互作用产生的横向标量势是一个很好的暴胀子势。当D4-膜沿着两个5-膜滑向6-膜时,它开始在势的最小值附近振荡。暴胀子场通过汤川耦合与无质量标准模型场耦合。在膜图中,这些耦合是通过另一个D 6 '-膜与D4-膜相交来引入的,这样4-6'弦(其最低的模式是标准模型物质)耦合到4-4弦的标量模式,即暴胀子。暴胀子可以在4-6'弦上衰变为标量和旋量粒子,重新加热宇宙。观测数据用于对模型的参数进行约束。
2003-11-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Reheating processes after Starobinsky inflation in old-minimal supergravity
我们研究了Starobinsky模型中的再加热过程及其宇宙学后果。首先,我们考虑了高曲率理论中引力与物质扇区之间的最小耦合,并将其转化为与附加物质超场耦合的等效标准超引力。然后讨论了暴胀子的特征衰变模式和再加热温度$T_{\rm R}$。考虑一个简单的超对称破缺扇形模型,利用暴胀子衰变估计引力子丰度,得到引力子和超对称破缺场质量的极限。我们发现$T_{\rm R}\simeq 1.0\times10^9$ GeV和允许范围的引力子质量为$10^4$ GeV $\lesssim m_{3/2} \lesssim 10^5$ GeV,假设异常引起的衰变到规范部门作为主要的衰变通道。
2015-02-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph