早期宇宙学对引力波的印记
高能物理 - 唯象学
2025-02-12 v3 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们探索引力波（GWs）探测早期宇宙前BBN时代的潜力，重点关注能量注入的影响。具体而言，我们研究了一个与标准模型并存的隐藏部门，它经历强一级相变（FOPT），产生引力波信号。相变完成后，能量注入在隐藏部门引发再加热，使隐藏部门场处于可发生额外相变的位置。这可能导致总共三个不同的相变，并产生独特的三峰引力波谱。在这些相变中，第一和第三个属于标准类型，而中间的第二个相变是反向的，从破缺相向非破缺相转变。以多项式势为框架，我们推导出相变参数与由此产生的引力波谱之间的解析关系。结果表明，第二和第三个相变产生的引力波振幅高于第一个，峰值频率比相差高达一个数量级。这种三峰引力波谱可被LISA、BBO和UDECIGO等未来设施探测到。值得注意的是，该现象在各种势和模型参数下均具有鲁棒性，表明隐藏部门引力波为探索前BBN时代的新物理场景提供了有力工具。
引用
@article{arxiv.2411.09757,
title = {Imprints of Early Universe Cosmology on Gravitational Waves},
author = {James B. Dent and Bhaskar Dutta and Mudit Rai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.09757},
year = {2025}
}