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超对称新暴胀模型中亚稳态宇宙弦产生的引力波

高能物理 - 唯象学 2025-04-04 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

脉冲星计时阵列(PTAs)最近的观测表明可能探测到了随机引力波(GW)背景。亚稳态宇宙弦被认为是观测信号的可能来源之一。在本文中,我们提出了一个 RR 不变超对称新暴胀模型。其特征在于两步对称性破缺 SU(2)U(1)Gnothing\mathrm{SU}(2) \to \mathrm{U}(1)_G \to \mathrm{nothing},并包含亚稳态宇宙弦。负责初始对称性破缺的场充当暴胀子,而第二次对称性破缺发生在暴胀之后,从而确保了宇宙弦网络的形成且不产生磁单极子。我们的模型预测的对称性破缺能标与 PTA 数据所偏好的弦张力一致,GNμstr105G_\mathrm{N} \mu_\mathrm{str} \sim 10^{-5},其中 GNG_\mathrm{N} 为牛顿常数。值得注意的是,需要较低的再加热温度以抑制暴胀子扇区场衰变产生的非热引力子产生。这也有助于规避 LIGO-Virgo-KAGRA 的限制,同时产生未来 PTA 和干涉仪实验可探测的独特引力波特征。此外,我们研究了该场景与非热轻子生成和超对称暗物质的一致性。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.13299,
  title  = {Gravitational Waves from Metastable Cosmic Strings in Supersymmetric New Inflation Model},
  author = {Akifumi Chitose and Masahiro Ibe and Shunsuke Neda and Satoshi Shirai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.13299},
  year   = {2025}
}

备注

49 pages, 12 figures; matches published version