Inflaton Fragmentation After lambda phi^4 Inflation
我们使用晶格模拟来研究膨胀子碎裂的详细动力学过程中和预热后,在$λϕ^4$混沌膨胀。动力学性质类似于$m^2 ϕ^2$膨胀后的预热,包括指数增长和随后的膨胀以及膨胀子和其他标量场的气泡状不均匀性的碰撞。在这个阶段的波动领域成为强烈的非高斯。在四次理论中,理论的共形性质允许我们将模拟扩展到比二次模型可能的更大的次数。通过这些较长的模拟,我们已经能够确定高斯性恢复的时间尺度,这发生在一千次暴胀子振荡之后。
2007-01-16 hep-ph
Spillway Preheating
在传统模型中,由于反反应效应,暴胀后立即预热时,只有一小部分能量通过非微扰共振产生从暴胀子转移到辐射。我们提出了一种粒子生产机制,可以提高高达四个数量级的暴胀能量密度的消耗。这种改进来自于共振产生的子粒子的快速微扰衰变。它们作为一个“泄洪道”来排出这些子粒子,减少它们对暴胀子的反作用,并使共振产生的有效时间更长。因此,我们称之为“溢洪道预热”的情况。我们还表明,在该场景中,暴胀子中剩余的能量密度分数具有简单的逆幂律缩放。一般来说,溢流道预热是一种更有效的能量耗散机制,这可能在粒子物理学模型构建中有其他应用。
2021-05-23 astro-ph.CO hep-ph
Nonlinear Inflaton Fragmentation after Preheating
我们考虑了在最简单的混沌暴胀模型中,暴胀子在预热过程中和预热之后的非线性动力学。虽然早期政权的参数共振粒子的生产和后来的相互作用领域的湍流政权向平衡发展得到了很好的识别和理解,暴力的非线性动力学的短暂的中间阶段仍然较少探索。完全非线性预热动力学的格子模拟显示了这个中间阶段的具体特征:标量粒子的占据数达到峰值,标量场变得显着非高斯和场动力学变得混乱和不可逆。位形空间中的场动力学的可视化显示,非线性相互作用产生的非高斯暴胀子的不均匀性非常快速增长的振幅。暴胀子不均匀性的峰值与参量共振产生的标量场的峰值重合。当暴胀子峰值达到最大值时,它们停止增长并开始膨胀。随后的动力学由源自峰的标量波的扩展和叠加确定。多波叠加导致相混合和湍流波动力学。因此,短的中间阶段被定义为与原始高斯场的峰值相关联的气泡状场不均匀性的形成、膨胀和碰撞。这个过程在性质上类似于混合或新的膨胀后,在快子预热期间发生的气泡状膨胀子碎裂。
2006-06-26 astro-ph hep-ph hep-th
A heatwave affair: mixed Higgs-$R^2$ preheating on the lattice
我们使用晶格方法对“$R^2$ -类”参数$1.1\times 10^9$和$1.8\times 10^9$的$R^2$ -愈合的Higgs暴胀中的预热进行了第一次非线性研究,其中Higgs场的曲率平方耦合$β$和非最小耦合$ξ$对CMB标量扰动的贡献类似。预热首先通过希格斯玻色子的快子产生,然后从均匀的暴胀子场散射。我们将我们的结果推广到“希格斯”参数较小的$β$,其中可观饱和的瞬时预热的界限。所有对光谱指数和张量标量比的预测都在普朗克卫星测量的$1σ$区域内,但未来的地面实验优化了21厘米断层扫描,可能能够区分混合希格斯曲率暴胀和纯希格斯和$R^2$理论。
2020-07-21 hep-ph
Nonequilibrium dynamics: preheating in the SU(2) Higgs model
最近引入了“预热”一词,用来表示能量从经典暴胀子场转移到波动场(粒子)自由度而不产生真正的热系综的过程。到目前为止,所考虑的模型除了暴胀子场外,还包括标量或费米子涨落。另一方面,暴胀情景的典型成分是非阿贝尔自发破缺的规范理论。因此,形式体系也应该发展到包括由暴胀子或希格斯场激发的规范场涨落。我们在这里选择SU(2)希格斯模型作为最简单的非阿贝尔例子。我们考虑温度为零的模型。从技术的角度来看,我们推广的解析和数值重整化形式主义,我们最近开发的耦合沟道系统。我们使用了t Hooft-Feynman规范和维数正则化。我们提出了一些数值结果,但保留更详尽的讨论的解决方案内的参数空间的两个耦合和初始值的希格斯场到未来的出版物。
1996-12-06 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
Comments on "Analytic and Numerical Study of Preheating Dynamics"
在最近的一篇论文中,Boyanovsky等人(hep-ph/9608205)研究了暴胀子场特定理论的预热。虽然他们的结果基本上证实了那些关于暴胀后再加热的原始论文,但他们声称大多数关于预热的早期工作没有考虑到所产生粒子的反反应,误用了马蒂厄方程,并且对预热后的对称性恢复没有结论。我们解释为什么我们不能同意这些声明。
1996-08-15 hep-ph
Preheating in Derivatively-Coupled Inflation Models
我们研究了暴胀子与标量场和规范场耦合的理论中的预热。这种耦合可能在暴胀的自然模型中占主导地位,其中暴胀子势的平坦性与暴胀子的近似移位对称性有关。我们比较我们的结果与以前研究的模型与非导数耦合。对于足够重的标量物质,参数共振在再加热宇宙方面是无效的,因为暴胀子与物质的耦合非常弱。如果标量物质场是光,导数耦合会导致轻微的长波长不稳定性,使物质场达到非零期望值。然而,在这种情况下,光标量的长波长波动在膨胀过程中产生,导致大量的宇宙学问题。相反地,暴胀子与规范场的类轴子耦合,在暴胀期间不会导致长波长涨落的产生。然而,同样由于与暴胀子的耦合很弱,参量共振在产生规范场量子方面是无效的。
2007-11-27 astro-ph hep-ph
A study of the effects of preheating
我们回顾了共振暴胀子衰减在广泛的现实模型和参数的数值研究结果。足够宽的参数共振可以承受宇宙的膨胀,尽管解释膨胀对于精确确定它应该有多宽非常重要。例如,有效地产生质量为暴胀子质量十倍的粒子需要非常大的共振参数$q$,$q > 10^8$值。对于这些大的$q$,产生的波动的最大尺寸被逆反应$< X^2 > \sim 10^{-10} M_{Pl}^2$显著抑制。我们讨论了我们的结果的一些物理含义。
1997-01-24 hep-ph
Preheating in Quintessential Inflation
我们进行了一个数值研究的预热机制的粒子生产模型的典型通货膨胀,并比较它与通常的引力生产机制。我们发现,即使暴胀子场和无质量标量场之间的耦合很小,g > 10^{-9},预热也会超过引力粒子的产生。可以容易地获得10^{-2} GeV < T_{rh} < 10^{15} GeV范围内的再加热温度。
2002-10-09 hep-ph
Fermion production during preheating after hybrid inflation
在暴胀结束时,暴胀子场的相干振荡可以共振放大与之耦合的玻色子和费米子的长波长模.本文在混合暴胀模型中研究了预热过程中这两种粒子的共振产生.暴胀后的暴胀子和希格斯场的相干时间演化会导致费米子的产生非常不同,这取决于它们是耦合到希格斯场还是耦合到暴胀子。对于合理的模型参数值,费米子生产通过参数共振可以是非常有效的。我们研究了在混合模型中预热过程中费米子和玻色子能量密度的相对增长。在预热的初始阶段,费米子的产生占主导地位的相对能量密度,而玻色子模式的指数增长很快接管。
2000-02-09 astro-ph hep-ph
Symmetry restoration due to preheating and lepton number asymmetry
我们研究了一种可能的对称性恢复,由于粒子的辐射效应,这是爆炸产生的预热后膨胀。作为它的应用,我们考虑了轻子数不对称的基础上产生的右手中微子部门通过暴胀子衰变的leptogenesis的情况。在单重标量扩展的单圈辐射中微子质量模型的情况下进行了研究。
2017-09-04 hep-ph
Generating the curvature perturbation with instant preheating
本文研究了暴胀子末端曲率扰动产生的一种新机制。对原始曲率扰动的主要贡献可能产生于瞬时预热期间。该机制将与光场相关的等曲率扰动转换为曲率扰动,其中“光场”不是暴胀子场。这种机制在暴胀模型中很重要,其中动能在暴胀结束时很重要。我们展示了如何将这种机制应用于各种膜膨胀模型。
2007-02-13 astro-ph hep-ph hep-th
Fate of Electroweak Vacuum during Preheating
根据目前的希格斯/顶夸克质量实验数据,我们的电弱真空可能是亚稳态的。如果情况确实如此,那么高尺度暴胀模型就需要在暴胀过程中真空的稳定机制。一个可能的候选者是希格斯暴胀/曲率耦合,因为它诱导一个额外的质量项希格斯在慢滚制度。然而,在暴胀之后,额外的质量项振荡,它可能通过在暴胀子振荡时期产生大的希格斯波动来破坏我们的电弱真空。在本文中,我们研究是否Higgs暴胀/曲率耦合可以保存我们的真空,适当地考虑在预热阶段的Higgs生产。我们把上界的希格斯暴胀/曲率耦合,并讨论可能的动力学,可能会放松他们。
2016-12-05 astro-ph.CO hep-ph
Preheating with Fractional Powers
我们认为预热模型中的暴胀的潜力是由分数的权力,是在轴子单值暴胀的情况下。我们假设暴胀子场和标量物质场之间存在标准耦合。我们发现,尽管事实上,最小化潜在的字段值的暴胀子的振荡是非谐的,但仍然有一个参数共振不稳定性,我们确定的Floquet指数描述这种不稳定性作为函数的参数的暴胀子潜在的。
2016-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On gravitational preheating
我们认为暗物质生产过程中的暴胀子振荡时期。可以想象,暗物质和暴胀子之间的可重整化相互作用可以忽略不计。在这种情况下,主导作用是由引力产生的高维算子,因此被普朗克尺度所抑制。我们专注于dim-6运营商和研究相应的粒子生产微扰和非微扰制度。我们发现,暗物质的生产率是占主导地位的非导数运营商涉及更高的权力的暴胀场。即使它们的威尔逊系数很小,这样的算符也可以很容易地解释正确的暗物质丰度。
2022-05-05 astro-ph.CO hep-ph
Brane preheating
我们研究了大质量混沌暴胀情形下的膜世界预热,其中标量场被限制在3-膜上。假设在预热过程中,能量密度的二次贡献主导了哈勃膨胀率,暴胀子的振幅相对于标准的尘埃主导的情况下缓慢下降。这导致通过暴胀子的非微扰衰变有效地产生$χ$粒子,即使它的耦合是$g=10^{-5}$阶的。我们还讨论了大质量的粒子创建比暴胀子,这可能会发挥重要作用的重子和lepto-genesis的情况。
2000-12-13 astro-ph gr-qc hep-ph
Preheating in New Inflation
在过去的十年中,对混沌暴胀和混合暴胀的预热进行了详细的研究。然而,在新的通货膨胀情景中,再加热期间的非微扰效应实际上仍然没有得到探讨。本文采用解析和数值相结合的方法,对新一轮通货膨胀中的预热现象进行了全面的分析。我们发现,在最简单的新暴胀模型中,暴胀子场的均匀分量的衰减和由此产生的自发对称性破缺过程通常几乎是瞬间发生的:对于GUT尺度上的新暴胀,它只需要场分布的大约5次振荡。均匀暴胀子场的衰减是如此有效,因为快子预热和参数共振的综合效应。在这个阶段,均匀振荡的暴胀子场衰减成暴胀子场的波的集合,具有反暴胀子质量量级的典型波长。这个阶段之后通常是暴胀子场衰变为其他粒子的漫长阶段,这可以用暴胀后再加热的微扰方法来描述。所得的再加热温度通常相当低。
2005-01-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Is nonperturbative inflatino production during preheating a real threat to cosmology?
我们讨论的玩具模型,超对称性被打破,由于非零的时变真空期望值的暴胀场在预热。我们讨论了由于真空涨落引起的暴胀子超伴子暴胀子的产生,然后我们认为它们直到核合成才存活下来,并与暴胀子一起衰变,在预热后产生一个热浴。因此,唯一相关的残余物是螺旋度\pm 3/2的引力子,它确实会对核合成造成问题。
2001-04-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Tachyonic Preheating in Palatini $R^2$ Inflation
我们研究预热的Palatini形式主义与二次暴胀潜力和一个额外的$αR^2$长期。在这样的模型中,振荡的暴胀子场反复回到爱因斯坦框架势的平台,在那里,快子不稳定性在不到e倍的范围内将暴胀子凝聚体破碎。我们发现,快子预热发生时$α\gtrsim 10^{13}$和碎片场的能量密度增长率$Γ/H \approx 0.011 \times α^{0.31}$。该模型扩展了具有类似预热行为的平台模型家族。虽然它包含在爱因斯坦框架中的非正则四次动力学项,我们表明,在第一近似,这些可以忽略不计在预热和通货膨胀。
2021-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Study of the preheating phase of chaotic inflation
利用一个有质量标量暴胀子场与N个无质量量子标量场耦合的模型,研究了在混沌暴胀的预热阶段粒子的产生及其对暴胀子场的影响.时空曲率和量子场之间的相互作用的影响被忽略。一个大的N展开被用来获得一组耦合的方程,包括经典暴胀子场的反反应方程。以前的研究预热使用这些方程已经完成。这里的第一个数值解的全套方程组获得的各种值的耦合常数和初始振幅的暴胀子场。状态的选择,使最初的反反应对暴胀场的影响是小的和模式方程的量子场的形式马修方程。潜在的问题有关的量子场的某些模式的参数放大的识别和解决。详细研究了暴胀子场的阻尼。验证了前人的一些预测,并得到了一些新的结果。
2008-10-14 gr-qc hep-ph hep-th
Preheating after Small-Field Inflation
虽然在文献中已经大量研究了混沌和混合暴胀模型后的预热,但在小场暴胀模型中的预热,其中暴胀子势的曲率在暴胀期间为负,仍然较少探索。在这些模型中,在暴胀结束时的快子不稳定性导致了一系列的指数大的增加和\emph{decreases}的暴胀子波动的暴胀子凝聚振荡周围的最小值的潜力。净效应是低动量模式之间的竞争,增长和减少显着,与较高的动量增长少,但也减少less.We模式开发了一个分析描述这个过程,这是类似于隧道通过火山形的潜力量子力学问题。取决于参数,预热可能是如此有效,以至于它在小于一个暴胀子冷凝物的振荡中完成。小场暴胀后的预热也可能在宇宙热化之前伴随着一个长时间的物质主导阶段,这取决于暴胀的能量尺度和暴胀子相互作用的细节。最后,这些模型的另一个特点是,在预热结束时的暴胀子波动的频谱可能会在哈勃尺度附近达到峰值。事实上,因为预热开始时,第二个慢滚参数$|η|$变成了一阶,而第一个慢滚参数$ε$仍然比一小得多,宇宙仍然在预热期间膨胀,初始的快子不稳定性放大的模式离开了哈勃半径。这可能导致大量产生原始黑洞和引力波,其频率在今天自然小到足以落入高灵敏度干涉测量实验所能达到的范围。
2011-04-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Preheating in an Expanding Universe: Analytic Results for the Massless Case
分析结果预热在平坦和开放的混沌膨胀模型,为无质量的暴胀子衰减到进一步的暴胀子量子的情况下。它表明,在这两种情况下的预热非常相似,在闵可夫斯基时空。此外,预热空间平坦和开放的膨胀模型之间的定量差异仍然是为了$10^{-2}$的混沌膨胀的初始条件在这里考虑。
1997-04-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Inhomogeneity and the Post-Inflationary Universe
讨论了简单暴胀模型中暴胀子中的扰动与背景在预热阶段的相互作用。通过数值求解爱因斯坦场方程,我们能够评估非线性引力效应对预热的影响,并评估预热时期微扰讨论的准确性。
1999-01-28 hep-ph
Primordial black hole production due to preheating
在暴胀结束时的预热过程中,场涨落的放大会导致曲率扰动的放大。如果小尺度上的曲率扰动足够大,原始黑洞(PBH)将产生过剩。本文研究了具有二次暴胀子势的双场预热模型中PBH的产生。我们表明,对于许多值的暴胀子质量m,耦合g,小尺度扰动将被充分放大,前反反应可以关闭预热,使PBH将在随后的辐射主导时代生产过剩。
2001-05-21 astro-ph hep-ph
Reheating Temperature after Inflation in No-Scale Supergravity
利用一个能较好地解释WMAP观测的无标度超引力模型,研究了暴胀结束后的预热机制。利用正则化和对角化标量,通过$S$暴胀到扇形规范场,计算了这些场的衰变率。利用玻尔兹曼方程的稳定性条件和瞬时预热机制,对再加热温度进行了估算。两者的再加热温度几乎是相同的数量级$\sim O(10^{10})$ GeV。由于两种机制是完全独立的过程,前者是由暴胀子衰变为规范场和规范子引起的,后者是由两个暴胀子散射为两个右手中微子引起的,右手中微子又衰变为Higgs场和其他最小超对称标准模型粒子,我们认为这两种机制在暴胀后的预热过程中都起着重要的作用.
2010-03-03 hep-ph
Dynamics of tachyonic preheating after hybrid inflation
本文用解析方法和数值模拟研究了混合暴胀结束时标量场的不稳定性。我们改进了以前的研究,充分考虑到暴胀子场,并表明,不稳定模式的范围敏感地依赖于暴胀子场的速度,从而对哈勃率,在年底的通货膨胀。如果形成拓扑缺陷,则其数密度由最短不稳定波长决定。最后,我们发现暴胀子场的振荡放大了能量密度的不均匀性,导致局部对称性恢复和更快的热化。我们相信这解释了为什么快子预热在将能量从暴胀子零模式转移出去时如此有效。
2002-03-20 astro-ph hep-ph hep-th
Effective Action Approach for Preheating
提出一种半经典非微扰方法,通过路径积分和世界线瞬子解计算暴胀后的预热过程,揭示暴胀子振荡驱动的粒子产生机制,并验证其与已有方法的一致性。
2023-10-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Numerical study of inflationary preheating with arbitrary power-law potential and a realization of curvaton mechanism
在暴胀预热期间,暴胀子场中储存的能量迅速转化为其他熵场的激发。这一阶段的特点是由于参数共振而产生指数粒子,并且众所周知难以使用解析方法进行分析。我们发展了一个详细的数值模拟来研究暴胀子的潜力是一个幂律函数与任意的幂指数时的暴胀预热。为了实现一个成功的优雅退出从一个原始的暴胀阶段到一个平滑的,振荡的阶段,在预热过程中,我们假设暴胀子潜力减少到一个二次函数的红外制度,这可能被视为在低能量尺度的质量项。通过这种简化,我们的数值方法可以应用于非常规的混沌暴胀模型。为了证明其有效性,我们数值分析了受弦论启发的轴单值暴胀的预热阶段。通过微扰分析,我们的结果表明,原初曲率微扰的功率谱可以由熵场的涨落而不是暴胀子的涨落所支配,这可以看作是曲率机制通过预热过程的一种特殊实现.
2018-12-19 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
Enhanced (p)reheating in DBI Inflation
我们研究了DBI混合暴胀中的预热问题。预热的发生是因为物质场与暴胀子的非最小耦合。尽管耦合很小,预热发生作为一个狭窄的参数共振,其中物质场和暴胀子模式是指数创建。我们表明,在使用的近似,该过程是非常有效的,在后期。共振阶段让位于暴胀到玻色子或费米子自由度的衰减,并确定了相应的再加热温度。
2009-08-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
When does the Schwinger Preheating Occur?
当暴胀子与光子耦合并放大电场时,通过Schwinger效应产生的带电粒子可以在暴胀后主宰宇宙,这被称为Schwinger预热。利用Boltzmann方程的流体动力学方法,我们数值研究了两种情况,Starobinsky暴胀模型与动力学耦合和各向异性暴胀模型。在后一种模型中没有观察到Schwinger预热,但在第一种模型中发生了足够大的暴胀子-光子耦合。我们解析地解决其条件,并推导出一般的吸引子解的电场。在第一个模型中,Schwinger预热的发生取决于电场是否在膨胀过程中进入吸引子溶液。
2021-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hill crossing during preheating after hilltop inflation
在“山顶暴胀”中,暴胀发生在暴胀子场从接近其势能的最大值(即“山顶”)缓慢地向其最小值滚动时。当暴胀子势与相变相关联时,在此相变期间产生的可能的拓扑缺陷(例如畴壁)在暴胀期间被有效地稀释。通常假设它们在暴胀后也不会重新形成,即暴胀子场停留在“山”的一侧,最终在最小势能附近进行阻尼振荡。在本文中,我们研究的线性和非线性阶段的预热后山顶膨胀。我们发现,在快子振荡阶段的暴胀子场的波动增长足够强大,使暴胀子场形成的位置空间中的区域,它跨越“山顶”对“错误的真空”。我们使用晶格模拟研究这些过冲区域的形成和行为:这些区域形成的不是持久的畴壁,而是类椭圆形结构(即在两个真空之间振荡的局部气泡),这应该包括在山顶暴胀预热的仔细研究中。
2015-06-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Preheating, Parametric Resonance and the Einstein Field Equations
我们考虑在简单暴胀模型中,在预热阶段暴胀子和度规中的扰动之间的相互作用。通过数值积分的爱因斯坦场方程,我们能够衡量的影响,非线性重力效应预热的第一次。在λ φ ^4模型中,我们发现亚哈勃度规模的振幅有很大的增加,超过了仅由引力坍缩引起的幅度。有显着的模式模式耦合和放大最终终止的反反应效应。我们认为,这种不均匀性的增强将改变后暴胀宇宙的行为。
1999-03-31 hep-ph
Minimal Preheating
本文研究了inflation后由Hubble参数振荡引起的轻标量场诱导粒子产生,给出了inflaton凝聚体到粒子激发能量转移效率的模型无关下界。
2023-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussian Spikes from Chaotic Billiards in Inflation Preheating
一类新的非高斯曲率涨落<$pr(\bx)\equiv δN(χ i)产生于非暴胀子场χ i的后暴胀预热行为.其台球般的混沌动力学在预热e折叠的数量N(χ i)中留下规则的对数间隔窄尖峰。我们在分离宇宙近似下对超对称激发的四次暴胀子和耦合势进行了高精度的晶格模拟,计算出N(χ i)作为(近似齐次)初始条件χ i的函数。χ i(\bx)的超视界模导致了π_{pr}的正向尖峰漂移,从而在通常的与符号无关的暴胀引起的微扰上增加了负的引力势涨落,这在大的宇宙结构和(极化的)温度CMB冷点中可观察到。
2009-03-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Parametric resonance after hilltop inflation caused by an inhomogeneous inflaton field
我们研究了山顶暴胀后的预热,其中暴胀子耦合到另一个标量场,例如右手中微子,它提供了一种机制,用于产生正确的初始条件的通货膨胀,也是一个衰变通道的暴胀子,允许再加热和非热leptogenesis。在这种耦合的存在下,我们发现,在快子预热和快子振荡的阶段,在此期间的暴胀子场变得不均匀,可以有一个后续的预热阶段,在那里的波动的其他字段得到共振增强,从初始真空波动的幅度相同的顺序(甚至更大)的暴胀子场。这种共振增强不同于通常的参数共振,因为暴胀子场在增强发生时是不均匀的。我们研究这种效果,使用晶格模拟以及半解析与广义Floquet分析不均匀的背景场。
2016-02-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Equation of state and Beginning of Thermalization After Preheating
我们研究了后暴胀预热后场的非平衡非线性动力学。在预热过程中,均匀暴胀子中的能量以指数方式迅速转移到高度占据的非平衡非均匀模式中,这些模式随后向平衡方向发展。在预热过程中激发的红外模式在热化完成之前很久就朝着饱和分布发展。我们在预热期间和预热后立即计算状态方程。在实际的热平衡建立之前很久,它就迅速地向辐射主导发展。这个跃迁的确切时间是暴胀子和衰变产物之间耦合的非单调函数,当耦合在几个数量级上变化时,它的变化非常微弱(大约10^(-35)s)。这一结果被应用到细化的膨胀过程中产生的扰动的物理波长和折叠的数量N之间的关系。我们还讨论了预热调制扰动理论的影响。最后,我们认为,宇宙的热历史的许多问题应解决的预热化,说明这一点与计算的扰动生产的引力子后立即混乱的通货膨胀。我们还强调了三腿暴胀子相互作用的预热和热化在膨胀的宇宙中的动力学的影响。
2005-07-08 astro-ph hep-ph hep-th
Restoring the sting to metric preheating
相对增长的领域和度规扰动在预热是敏感的初始条件设置在前面的通货膨胀阶段。最近的工作表明,这可能会保护超级哈勃度量扰动在预热期间免受共振放大。我们表明,这种可能性是脆弱的和敏感的特定形式的暴胀子和其他领域之间的相互作用。在两类预热中自然不存在这种抑制,其中(1)在膨胀期间非暴胀子场的真空远离原点变形,或(2)在膨胀期间非暴胀子场的有效质量很小,但在预热期间很大。与$g^2 ϕ^2 χ^2$耦合的简单玩具模型不同,大多数真实的粒子物理模型都包含这些其他特征。此外,他们一般导致绝热和等曲率模式和非高斯疤痕上的超级哈勃尺度。大尺度相干磁场也可能自然出现。
2000-02-04 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational Dark Matter from Minimal Preheating
本文研究最小预加热中引力暗物质的产生,通过格点方法计算遗迹丰度,发现对于n=4和6,凝聚体湮灭占主导,并给出相应的暗物质质量预测。
2023-11-24 astro-ph.CO hep-ph
Holographic Preheating
我们提出了强耦合下宇宙预热的全息描述。在这种情况下,暴胀子和物质场之间的能量转移是由全息超导体模型来模拟的。预热过程中物质场的指数放大可以用边界扩张的体时空中亚稳态“黑洞“的准正规模来描述。我们的结果表明,在强耦合的情况下,可以连续产生的物质场相反,弱耦合的情况下,不连续的物质增长作为暴胀子振荡。此外,在强耦合下,物质场的放大对暴胀子真空期望值的依赖性增强。凭借所提出的机制,暴胀后极高温度下的极早期宇宙的物理学可能变得容易理解。
2016-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Sensitivity of gravitational waves from preheating to a scalar field's interactions
暴胀之后,一段时间的预热可能会产生一个随机的高频引力波(GW)背景,并持续到今天。暴胀子与标准模型或其他场耦合的性质是未知的,因此询问这些场通常具有什么特征以及这些特征如何影响对GW产生的预测是有用的。在这里,我们认为暴胀子耦合到一个轻的标量场,并表明,即使是一个非常小的四次自相互作用项将减少GW频谱的振幅。对于自耦合$λ_χ \gtrsim g^2$,其中$g^2$是暴胀子-标量耦合,峰值能量密度为$Ω_{\rm gw}^{(λ_χ)} / Ω_{\rm gw}^{(λ_χ=0)} \sim (g^2/λ_χ)^{2}$。一个结果是,如果宇宙通过暴胀子-希格斯耦合再加热,那么光谱将被抑制,但动力学将对暴胀能量标度附近的希格斯势敏感。
2015-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitino Production after Inflation in No-Scale Supergravity
利用一个已被证明能较好地解释WMAP观测的无标度超引力模型,研究了超对称破缺和暴胀结束后的预热机制。计算了引力子的非热产生率和超对称破缺机制。超对称破缺是由暴胀子超场单独触发的,在我们的模型中不发生超对称破缺场的交换。利用瞬时预热机制,通过暴胀子衰变为右手中微子,右手中微子又衰变为Higgs场等的过程,计算了暴胀子的预热温度。得到的引力子产额变量值较大,但由于原初引力子衰变非常快,预热温度低于引力子质量,对标准大爆炸核合成(BBN)方案的影响可以忽略不计。虽然从模场T中似乎出现了一个快子态,但它将通过假设模不变性的自发破缺来解决。无论事实是否是一个缺陷,我们强调,该模型似乎仍然是有效的现象。
2010-01-29 hep-ph
Gravitational Wave Probe of Gravitational Dark Matter from Preheating
本文提出通过预热过程产生的高频引力波间接探测引力暗物质,利用格点模拟处理共振并求解引力波运动方程,发现Higgs和暴胀子自共振预热模型产生的引力波能量密度谱在不同频率和质量参数下具有可观测的量级。
2024-10-20 astro-ph.CO hep-ph
Preheating from target space curvature and unitarity violation: Analysis in field space
我们研究了暴胀后弯曲靶空间的粒子产生和幺正性破坏。我们用暴胀子场值代替宇宙时间作为时间变量,导出了产生粒子谱的半经典公式。然后,我们推导出一个简单的条件,在预热过程中,我们确认我们的半经典方法和数值解的幺正违反。这个条件不仅依赖于目标空间曲率,而且依赖于暴胀结束时暴胀子势的高度。例如,这个条件告诉我们,在运行的动力学暴胀和希格斯暴胀中,幺正性被破坏了,而在$α$ -吸引子暴胀和希格斯-帕拉蒂尼暴胀中,幺正性是守恒的。
2021-03-03 astro-ph.CO hep-ph
First-order nonthermal phase transition after preheating
在暴胀后的预热过程中,参量共振迅速产生非常大的标量场起伏。在暴胀子场$ϕ$在双势阱中振荡并与另一个标量场$X$相互作用的模型中,X的涨落可以暂时恢复标量对标量的对称性。如果π与X的耦合比暴胀子的自耦合强得多,则随后的对称性破缺是一级相变。我们证明了这种非热相变的存在与晶格模拟的充分非线性动力学的相互作用领域。特别是,我们观察到一个膨胀的气泡成核。
1998-04-28 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational dark matter production in Palatini preheating
我们研究预热平台膨胀的广义相对论的Palatini制定,在一个特殊的情况下,类似于希格斯膨胀。先前的研究表明,在这个模型中,振荡的暴胀子场反复返回到平台,这导致了暴胀子粒子的快子产生。我们表明,一个最小的耦合观众标量场可以产生更有效地通过类似的机制。这种机制是纯粹的引力,标量场的质量可以达到$10^{13}$ GeV的量级,比哈勃尺度大许多个数量级,使其成为超重暗物质的候选者。
2021-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Symmetric and Asymmetric Reheating
我们研究的模型中,暴胀子耦合到两个否则解耦的部门,和预热和相关过程的影响,它们的能量密度在宇宙的演化。在大多数参数空间中,预热不会因额外扇区的存在而中断,甚至相对弱耦合的扇区此时也可以获得总能量的1阶分数。如果两个扇区都被预热,高的数密度也可能导致暴胀子介导的热化。如果只有一个扇区被预热,后期暴胀子衰变的玻色增强可能会导致它们的相对再热温度与微扰预测的显著偏差。同时,在非振荡暴胀模型中,共振效应会导致与暴胀子具有相似耦合的扇区之间的指数级大的最终温度差。不对称再加热可能与超出标准模型物理场景的范围相关。我们发现,在暗物质冻结模型,隐藏的部门温度的一个因素,低于可见部门通常需要的遗迹丰度仅由冻结动力学。
2017-10-01 hep-ph
Inflation and Preheating in NO models
我们研究暴胀模型,其中的暴胀场的有效势没有最小值,而是逐渐减少,在大$ϕ$。在这样的模型中,暴胀子场在暴胀后不再振荡,它的有效质量变得非常小,因此基于振荡暴胀子场衰变的再加热标准理论不适用。在很长一段时间内,这种非振荡(NO)模型中唯一的再加热机制是基于膨胀宇宙中的引力粒子产生。这种机制效率很低。我们将表明,它可能会导致宇宙学问题与大的等曲率波动和生产过剩的危险遗物,如引力子和模场。我们还注意到,在这些模式中的再加热阶段的初始条件的设置应重新考虑。如果存在暴胀子场$ϕ$与另一个标量场$χ$的相互作用${g^2} ϕ^2χ^2$,则所有这些问题都可以在最近提出的即时预热场景的背景下得到解决。我们表明,即时预热的NO模型的机制是更有效的比通常的引力粒子生产机制,即使耦合常数$g^2$是非常小的,$10^{-14} \ll g^2 \ll 1$。
1999-06-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Preheating After Modular Inflation
我们研究(p)再加热模块(闭弦)暴胀的情况下,特别强调卡勒模量/轮盘赌模型。通常假设在这种模型中再加热是通过微扰衰变发生的。然而,我们发现,有非常强的非微扰预热衰变通道相关的特定形状的暴胀子潜在的(这是高度非线性的,有一个非常陡峭的最小值)。通过快子不稳定性和宽带参数共振的组合进行的模块膨胀后的预热,也许是文献中已知的膨胀后预热的最猛烈的例子。此外,我们考虑随后的能量转移到标准模型部门的情况下,标准模型粒子被限制在D 7膜包装的暴胀爆破周期的紧致流形,或者更有趣的是,一个非暴胀爆破周期。我们明确地确定在这两种情况下的暴胀子的衰变通道。我们还考虑了暴胀周期在暴胀结束时收缩到弦尺度的情况;在这里,再加热的场论处理是不够的,必须转向弦的描述。我们估计的衰变率的暴胀和再热温度的各种方案。
2009-12-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Preheating of Fermions
在暴胀宇宙学中,构成宇宙的粒子是在暴胀后由于与振荡暴胀子场的相互作用而在再加热过程中产生的。在玻色子区,粒子产生的主要通道是参数共振的非微扰区,即预热,在此期间玻色子以指数速度产生。泡利阻塞禁止费米子的无限产生。由于这个原因,人们一直默默地假设费米子的产生可以用微扰理论来处理单个暴胀子的衰变。我们考虑费米子与相干振荡暴胀子相互作用的产生。我们发现,实际的粒子生产发生在费米子的参数激发的制度,导致预热费米子。费米子预热与微扰的预期有很大不同。费米子的数密度随时间呈周期性变化。费米子的总数在很宽的动量范围$\propto q^{1/4}$内迅速饱和到一个平均值,其中$q$是通常的共振参数。费米子的共振激发可能影响到暴胀子的转移能量、再加热温度的估计以及超重费米子和引力子的丰度。回到玻色子扇区,在参数共振带之外,存在着在动量范围$\propto q^{1/4}$内具有有界占据数的玻色子的参数激发的附加效应。
1998-07-11 astro-ph chao-dyn hep-ph
Preheating with Trilinear Interactions: Tachyonic Resonance
我们研究了玻色子三线性相互作用在混沌暴胀后预热中的作用。三线性相互作用项允许大质量暴胀子粒子的完全衰变,这是向辐射支配过渡所必需的。我们发现,通常三线性项是次显性在预热的早期阶段,但它实际上放大了四腿相互作用驱动的参数共振。在三线性项在预热期间占主导地位的情况下,该过程通过具有共振效应的周期性快子放大发生,这是如此有效,以至于预热在几个暴胀子振荡内完成。我们发展了一个分析理论,这个过程,我们称之为快子共振。我们还数值研究了三线性相互作用对预热后动力学的影响。三线性项最终来占主导地位的预热后,导致更快的rescattering和热化比可能发生没有它。最后,我们调查的非重正化相互作用项在预热过程中的作用。我们发现,如果它们存在,它们通常在混沌暴胀模型中占主导地位(同时仍处于可控状态)。由于这些项而产生的预热通过修改后的超声波共振形式进行。
2006-06-19 astro-ph hep-ph hep-th
DEFROST: A New Code for Simulating Preheating after Inflation
在暴胀结束时,动力学不稳定性可以迅速地将均匀冷暴胀子的能量沉积到其他场的激发中。这一过程被称为预热,是相当剧烈、不均匀和非线性的,必须用数值方法研究。本文提出了一种新的模拟膨胀宇宙中标量场动力学的程序。与现有的替代方案相比,它显着提高了计算的速度和准确性,并完全用于3D可视化。我们重现以前发表的结果预热简单的混沌暴胀模型,并进一步研究非线性动力学的暴胀衰变。令人惊讶的是,我们发现这些场并不想像人们想象的那样热化。进化并没有直接达到平衡,而是停留在一个相当简单但相当不均匀的状态。特别是总能量密度的一点分布函数在各种双场预热模型中具有普遍性,并且可以用对数正态分布来描述。人们很容易把这种状态归因于标量场湍流。
2008-10-29 astro-ph hep-ph
Gravitational waves in preheating
我们研究引力波在暴胀之后的预热时期的演化。暴胀子的振荡驱动了标量场涨落的参数共振增长,尽管超哈勃张量模式没有被强烈放大,但它们确实带有预热的印记。这在外尔张量中可以清楚地看到,外尔张量提供了对引力波的协变描述。
2000-02-25 astro-ph gr-qc hep-ph