中文

来自极轻原初黑洞的重子生成与宇宙弦产生的强引力波

高能物理 - 唯象学 2021-08-25 v3 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

极轻原初黑洞(PBHs)(109\lesssim10^9g)通过霍金辐射(HR)完全蒸发,并生成给定理论中的所有粒子,而与其余相互作用无关。若右手中微子(RH neutrinos)由PBH蒸发产生,则通过轻子生成实现的成功重子生成可预言RH中微子以及黑洞的质量标度。我们表明,若理论中的轻子数破坏(RH中微子质量的产生)源于某个规范U(1)U(1)对称性破缺,并随之形成PBHs,则宇宙弦网络自然会在脉冲星计时阵列(PTA)与LIGO5的灵敏度水平上产生强随机引力波(GW)信号。此外,由于早期宇宙中一段瞬态的黑洞主导时期——此时重子不对称性独立于初始PBH密度——GW谱在MHz频率附近出现转折。因此,为观测该转折以及由HR发射引力子所产生的通常GW信号,需要更高频率的GW探测器。NANOGrav PTA近期发现的跨多个脉冲星的随机公共谱过程(被解释为GWs)对于大宇宙弦圈(α0.1\alpha\simeq 0.1)与PBH重子生成存在张力。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.14981,
  title  = {Baryogenesis from ultralight primordial black holes and strong gravitational waves from cosmic strings},
  author = {Satyabrata Datta and Ambar Ghosal and Rome Samanta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14981},
  year   = {2021}
}

备注

Matches with the JCAP version. 27 pages, 6 figures. Discussion on GW spectral shape beyond the turning point frequency added. Computation of GW amplitude for the smaller loops improved