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克尔极端质量比旋近中一阶相变去相位的可检测性与系统性偏差

广义相对论与量子宇宙学 2026-03-30 v1

摘要

我们研究克尔极端质量比旋近(EMRI)中由有效一阶相变引起的引力波去相位。该相变被现象学地建模为耗散通量 sector 的有限宽度重构,其观测后果通过标准 LISA 匹配滤波诊断工具进行量化。对于一个代表性系统 M=2×105MM=2\times10^{5}M_\odotμ=1.4M\mu=1.4M_\odota^=0.90\hat a=0.90,我们得到 ρB=5.064\rho_{\rm B}=5.064ρT=4.073\rho_{\rm T}=4.073ρR=1.051\rho_{\rm R}=1.051,以及在对外在时间和相位偏移最大化后的失配 M=2.986×103\mathcal M=2.986\times10^{-3}。尽管归一化失配仍然很小,累积相位差增长至 ΔΦ22SF5×103rad\Delta\Phi_{22}^{\rm SF}\sim 5\times10^{3}\,\mathrm{rad},表明窄过渡窗口可以在保持波形在探测器加权范数下整体接近基线分支的同时,产生旋近时钟的大幅度相干形变。所得信号因此处于偏差敏感区域,其特征为小失配、量级为 1 的剩余范数和大累积去相位。我们的结果表明,相变 sector 的主要后果并非可检测性的丧失,而是精密推断中保真度的丧失。这激励了未来的 LISA EMRI 波形模型将参数化过渡 sector 直接纳入波形流形。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.25897,
  title  = {Detectability and Systematic Bias from First-Order Phase-Transition Dephasing in Kerr EMRIs},
  author = {Jingxu Wu and Liangyu Luo and Junyi Zhang and Jiyun Yang and Haoxiang Ma and Jie Shi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.25897},
  year   = {2026}
}