来自低能尺度宇宙弦的引力波

宇宙弦是许多大统一理论的常见预测，也是来自早期宇宙的随机引力波（GW）的有前景的来源。本文我们指出，能量尺度较低（$v \lesssim 10^9 \textrm{GeV}$）的宇宙弦产生的GW信号在多个方面具有与高能尺度宇宙弦不同的新特征。我们的发现包括：$(i)$ 来自闭合弦环的基本振荡模式的GW谱在频率上存在尖锐的截止频率 $f_{\rm cut}$，$(ii)$ 来自所有振荡模式的总GW谱呈现振荡模式，其局部最小值位于整数倍的 $f_{\rm cut}$ 处。这些特征反映出当弦张力足够小时，早期宇宙中产生的弦环由于GW辐射而未能缩小至零大小。此外，这些特征为直接探测闭合弦环振荡模式的离散谱提供了令人振奋的机会。对于能量尺度为 $v \sim 10^9\textrm{GeV}$ 的宇宙弦，其GW谱的新特征在未来的实验（如 BBO 和 DECIGO）的灵敏度范围内。