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弦启发宇宙学中的引力反常:从暴胀到轴子暗物质?

广义相对论与量子宇宙学 2020-03-26 v1 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

在本次报告中,我简要回顾一个弦启发宇宙学模型的演化场景,其中考虑由大爆炸后极早期形成的原初引力波 (GW) 凝聚体负责诱导暴胀,随后平滑退出到辐射主导时期。存在于基本无质量引力(玻色)弦多重态中的原初轴子场,耦合到非平凡的 GW 诱导反常。由于这种耦合,存在自发破坏洛伦兹对称性的轴子背景构型,并在暴胀结束时未被稀释。在具有重 sterile 右手性中微子 (RHN) 的模型中,此类背景与宇宙中物质-反物质不对称性产生的新的(违反洛伦兹和 CPT)机制相关联, via RHN 对标准模型粒子和反粒子的不对称衰变。在 QCD 时期,轴子获得瞬子诱导的质量,从而可以起到暗物质 (DM) 的作用。这样的宇宙在其整个演化过程中的能量密度具有“跑真空模型”的形式,即可以展开为哈勃参数 H(t)H(t) 偶次幂的幂级数。然而,那些项的系数对于不同的宇宙学时期是不同的。对于我们模型的现象学,其与当前宇宙学数据一致,并可能有助于缓解(部分)张力,考虑至并包括 H(t)H(t) 的四次幂已足够。在早期宇宙阶段,正是由引力反常的 GW 凝聚体诱导的 H4(t)H^4(t) 项驱动暴胀,而无需外来的暴胀子场。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.11169,
  title  = {Gravitational Anomalies in string-inspired Cosmologies: from Inflation to Axion Dark Matter?},
  author = {Nikolaos E. Mavromatos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.11169},
  year   = {2020}
}

备注

16 pages latex, uses special macros. Invited talk in Corfu Summer Institute 2019 "School and Workshops on Elementary Particle Physics and Gravity" (CORFU2019), based on arXiv:1905.04685 [hep-th], arXiv:1907.04890 [hep-ph] and arXiv:2001.03465 [gr-qc], with which there may be partial text overlap