重子生成、原初黑洞与 MHz-GHz 引力波

MHz–GHz 频率范围内的引力波（GWs）由众多早期宇宙现象所驱动，如振荡子、预加热和宇宙弦。我们指出重子生成同样可作为探测该频率范围引力波的动机。其联系通过原初黑洞（PBHs）建立：一方面，PBHs 通过霍金蒸发为具有重子数且发生 $CP$ 破坏衰变的粒子而诱导重子生成；另一方面，当导致其形成的标量涨落再次进入视界时，PBHs 通过二阶效应诱导引力波。我们描述了在诱导引力波的应变与频率平面上成功重子生成相关参数的相互作用，并仔细划分了发生 PBH 主导或洗涤效应的区域。我们给出了引力波应变随重子数与熵之比以及重子生成其他重要参数的半解析标度关系。在此过程中，我们勾勒了用两群 PBHs 解决暗物质–重子生成巧合问题的方案，其导致双峰引力波信号。我们的结果强调了探测超高频率引力波前沿的重要性。