再加热磁生成情景中主导阶非线性引力波

我们研究了再加热磁生成情景中由电磁（EM）应力产生的主导阶非线性引力波（GWs）。同时考虑非螺旋与螺旋磁场。通过数值求解线性与主导阶非线性 GW 方程，我们发现后者的 GW 能量通常更大。我们从 GW 谱角度比较二者差异，并将非线性项导致的 GW 能量差 $\Delta\mathcal{E}_{\rm GW}$ 用 EM 能量 $\mathcal{E}_{\rm EM}$ 参数化为 $\Delta\mathcal{E}_{\rm GW}=(\tilde p\mathcal{E}_{\rm EM}/k_*)^3$，其中 $k_*$ 为特征波数，在 QCD 能标附近再加热时，非螺旋与螺旋情形分别得到 $\tilde p=0.84$ 和 $0.88$，而在电弱能标时得到 $\tilde p=0.45$。我们还比较了线性与非线性情形的偏振谱，发现加入非线性项通常导致与 EM 能量密度成正比的偏振降低。我们将分数偏振抑制参数化为 $|\Delta \mathcal{P}_{\rm GW}/\mathcal{P}_{\rm GW}|=\tilde r \mathcal{E}_{\rm EM}/k_*$，并对螺旋情形再加热温度分别为 $T_{\rm r} = 300 {\rm TeV}$、$8 {\rm GeV}$ 和 $120 {\rm MeV}$ 时，得到 $\tilde r = 1.2 \times 10^{-1}$、$7.2 \times 10^{-4}$ 和 $3.2 \times 10^{-2}$。还讨论了脉冲星计时阵列、空间干涉仪及其他新型探测方案的观测前景。