BSMPT v3：扩展希格斯子域相变与原始引力波工具
高能物理 - 唯象学
2025-09-12 v2
摘要
在宇宙早期希格斯势能演化期间的强次相变 (SFOPT) 不仅允许动态产生观察到的物质-反物质不对称，还可以产生可能被未来太空基引力波干涉仪探测到的随机引力波背景。由于 SFOPT 在标准模型 (SM) 希格斯子域中现象学上不兼容，观察来自 SFOPT 的引力波为宇宙学与粒子物理在寻找新物理之间提供了令人振奋的相互作用。我们随同 C++ 代码 BSMPTv3 首次提出了一个工具，从粒子物理模型到引力波谱的完整链条。扩展前一版本 BSMPTv1 和 v2，BSMPTv3 跟踪超出 SM (BSM) 希格斯势能的相位，并且能够处理多个真空方向和多阶段相变。在跟踪过程中，它检查是否存在离散对称性、平坦方向以及希格斯对称性恢复，并最终报告相变历史。从假真真空之间的相变概率通过解 bounce 方程获得，这允许计算核化、滴灌和完成温度。在计算相变温度的热参数之后，评估源自气泡碰撞、高度相对论流体壳、声波和湍流的引力波振幅和特征频率，最后提供 LISA 的信噪比。BSMPTv3 代码是一个强大且自包含的工具，时机成熟，将对调查早期宇宙的真空结构具有巨大益处，不仅适用于简单情况，也适用于涉及多个真空方向的复杂希格斯势能，为寻找新物理具有激动人心的应用前景。
引用
@article{arxiv.2404.19037,
title = {BSMPT v3 A Tool for Phase Transitions and Primordial Gravitational Waves in Extended Higgs Sectors},
author = {Philipp Basler and Lisa Biermann and Margarete Mühlleitner and Jonas Müller and Rui Santos and João Viana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.19037},
year = {2025}
}
备注
90 pages, 14 figures, 4 tables, version published in CPC