超冷宇宙的宇宙学

一阶相变（FOPTs）在标准模型（SM）之外物理中普遍存在。近来，树级作用量中无维度参数的模型备受关注，因为它们可预言伴随超超冷的极强 FOPT。本文研究此类超冷模型的宇宙学信号。作为一个具体模型，我们考虑带有另两个实标量 $\phi$ 与 $S$ 的 SM，其可通过 Coleman-Weinberg 机制实现电弱对称破缺。由于作用量的 $Z_2^{}$ 对称性，附加标量之一 $S$ 可自然成为暗物质（DM）候选者。我们研究该模型的 FOPT，并在考虑过滤效应的情况下计算引力波（GW）信号与 $S$ 的热遗迹丰度。在包络近似下，我们发现对于模型参数 $(v_\phi^{},\lambda_{\phi S}^{})\sim (200~{\rm TeV},1.6)$（其中 $v_\phi^{}$ 为 $\phi$ 的真空期望值，$\lambda_{\phi S}^{}$ 为标量混合耦合），GW 峰值振幅可在频率 $f\sim 10^{-3}~$Hz 附近达到 $\sim 10^{-10}$。另一方面，过滤 DM 机制仅在 $0.8\lesssim \lambda_{\phi S}^{}\lesssim 1$ 时起作用，此时 GW 峰值振幅非常小 $\lesssim 10^{-17}$。