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缩放 regime 中的域壁:等时相关子与引力波

高能物理 - 唯象学 2025-11-21 v1 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

域壁是通过离散对称性的自发破缺在早期宇宙中形成的拓扑缺陷,可成为强大的引力波源。我们使用 CosmoLattice 进行 3D 格点场论模拟,考虑网格大小 N=1250N = 1250, 2048204840964096,以研究域壁网络及其引力波特征的动力学。首先,我们分析网络如何趋近于缩放规模(scaling regime),即每个哈勃体积中保持恒定的 O(1)\mathcal{O}(1) 个域壁数量,包括初始域数较大的情形(符合现实情景),发现缩放始终在网络形成后不久即可达成。为更好理解缩放规模的特性,我们随后数值提取域壁网络能量-动量张量的等时相关子 (Equal Time Correlator, ETC),从而确定其在域壁情形下的特征形状,并验证其功能依赖性确实符合缩放论证的预测。ETC 可进一步推广为不等时相关子 (Unequal Time Correlator, UTC),后者控制引力波辐射,通过对源的相干性进行假设。与 CosmoLattice 计算的实际引力波谱比较后,我们能够推断域壁网络的相干程度。最后,我们在不同的背景宇宙学下(如辐射主导和动力学主导)进行数值模拟,发现亚尺度处存在普适的 ETC,从而在 UV 尺度上引力波谱具有普适形状;而宇宙的膨胀历史则可能由引力波谱的红外 (IR) 特征所决定。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.16649,
  title  = {Domain walls in the scaling regime: Equal Time Correlator and Gravitational Waves},
  author = {Simone Blasi and Alberto Mariotti and Aäron Rase and Miguel Vanvlasselaer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.16649},
  year   = {2025}
}

备注

42 pages, 18 figures, 5 tables