利用早期宇宙引力波约束粒子物理模型

在本 Ph.D. 论文中，我们研究了使用早期宇宙相位转换 (PT) 产生的随机引力波 (GW) 痕迹来约束粒子物理模型的方法。我们首先从理论和背景入手，描述了来自第一级相位转换 (FOPT) 和诸如域壁 (DW) 等拓扑缺陷的 GW 背景如何约束 upcoming GW 观测仪器中的模型参数空间。第一个 BSM 场景涉及两种双紫外完备的 Froggatt-Nielsen (FN) 机制 flavon FOPT。在两种模型中，当 FN 破缺尺度 $v_s = 10^{4-7}\,GeV$ 时，参数空间可被 BBO、DECIGO、CE 和 ET 等 upcoming 观测仪器约束。然而，GW 谱无法在两种模型之间进行区分。接下来，我们考虑在 $SU(2)_R\times U(1)_{B-L}$ 破缺期间进行 DLRSM 中的 FOPT。对于破缺尺度 $v_R=20,\,30,\,50\,\,\mathrm{TeV}$，参数空间可被 BBO、FP-DECIGO 和 Ultimate DECIGO 的 GW 观测约束。大量具有可检测 GW 信号的点可被从未来粒子对撞机中对三引力耦合的精确测量中排除。最后，我们讨论由 DLRSM 中施加的离散 $\mathcal{P}$ 对称性自发破缺后形成的 DW 产生的 GW 谱。我们采用贝叶斯分析，将 15 年 NANOGrav 数据集拟合到 DLRSM 中 DW 的 GW 谱上，确定 DW 表面张力和偏置势的最佳拟合值。本论文的技术方法可用于未来的其他 BSM 场景。