重新审视宇宙学相变产生的引力波信号
摘要
许多超越标准模型的新物理模型预言早期宇宙中存在强一级相变（SFOPT），并产生可观测的引力波（GWs）。在本文中，我们提出一种新颖的方法来呈现和比较不同模型所预言的 GW 信号。我们的方法基于如下观察：GW 信号具有近似与模型无关的谱形状。这使得我们可以仅用有限个可观测量（即一组峰值振幅与峰值频率）来表示它。作为一个例子，我们考虑标准模型的实标量单态扩展（xSM）中的 GW 信号。我们构建了 xSM 在可观测量空间中的信号区域，并展示未来星载干涉仪将如何探测它。我们的分析得到了类似于暗物质直接探测实验中通常展示的灵敏度图，但在 SFOPT 产生的 GW 背景下是新颖的。这些图为系统性模型比较、底层模型参数依赖性的探索以及可观测量空间中分布函数的构建奠定了基础。在我们的图中，未来随机 GW 信号搜寻的实验灵敏度由峰值积分灵敏度曲线表示。对这些曲线（包括拟合函数）的详细讨论包含在另一篇论文 [2002.04615] 中。我们分析所用的数据和代码可从 Zenodo [https://doi.org/10.5281/zenodo.3699415] 下载。
引用
@article{arxiv.1909.11356,
title = {A fresh look at the gravitational-wave signal from cosmological phase transitions},
author = {Tommi Alanne and Thomas Hugle and Moritz Platscher and Kai Schmitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.11356},
year = {2020}
}
备注
19+1+5 pages main text / appendix / references, 4 figures. Companion paper: 2002.04615. Data and code available on Zenodo: https://doi.org/10.5281/zenodo.3699415. v2: New section added, comparing our method with existing approaches in the literature. The content of v2 matches the version published in JHEP