超冷电弱相变产生的引力波及其用脉冲星计时阵列的探测

我们研究了极端超冷状态下由一阶电弱相变产生的随机引力波背景的性质。我们研究了一种情形，其中标志相变完成的渗流温度$T_p$可低至几 MeV（核合成温度），而大多数真真空泡更早地在成核温度$T_n\sim 50$ GeV形成。这意味着引力波谱主要由大泡碰撞产生，并以大振幅和低至$f \sim 10^{-9}-10^{-7}$ Hz的峰值频率为特征。我们表明，这种情形可能出现在（但不限于）基于电弱规范群非线性实现的模型中，其中Higgs真空构型被三次耦合改变。为了仔细量化该模型相变在如此宽温度范围内的演化，我们超越了通常的快速相变近似，考虑了宇宙膨胀以及低温下成核概率的行为。我们的计算表明，存在一组参数范围，使得引力波谱位于当前脉冲星计时阵列实验的排除极限与未来平方公里阵列天文台的探测带之间的边缘。