通过显式破缺的 symmetron 屏蔽机制实现的引力跃变

我们通过允许 symmetron $\phi^4$ 势的显式对称破缺，推广了 symmetron 屏蔽机制。形式为 $A(\phi)=1+\frac{\phi^2}{M^2}$ 的物质耦合导致具有有效势 $V_{eff}(\phi)=-\mu^2 (1-\frac{\rho}{\mu^2 M^2})\phi^2 +\frac{\lambda}{2}\phi^4 + 2 \varepsilon \phi^3+\frac{\lambda}{2}\eta^4$ 的显式破缺对称。由于三次项引起的显式对称破缺，我们将此场称为“asymmetron”。对于大物质密度 $\rho>\rho_*\equiv \mu^2M^2+\frac{9}{4}\varepsilon\eta M^2$，有效势在 $\phi=0$ 处有唯一极小值，导致如通常 symmetron 屏蔽机制中广义相对论的恢复。然而，对于低物质密度，由于显式对称破缺，存在一个假真空和一个真真空。这预期会导致具有略微不同引力常数 $G$ 的域壁不稳定网络，壁两侧 $G$ 值略有差异。该网络将与物质过密度持续相互作用，并导致有趣的观测特征，可在红移空间中作为引力和膨胀率跃变被探测到。此类引力跃变近期被提出用于解决 Hubble 张力。