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宇宙学相变引力波信号的新灵敏度曲线

高能物理 - 唯象学 2021-01-29 v3 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

来自早期宇宙中强一级相变(SFOPTs)的引力波(GWs)是即将到来的 GW 实验的主要目标。在本文中,我为这些实验构建了新颖的峰值积分灵敏度曲线(PISCs),通过显式考虑信号的预期形状,忠实地表示它们对宇宙学 SFOPT 的 GW 信号的预计灵敏度。PISCs 旨在成为现象学家和模型构建者的便捷工具,允许对理论预测与实验灵敏度进行快速系统的比较,正如我通过大量示例所说明的那样。与传统的幂律积分灵敏度曲线(PLISCs)相比,PISCs 还具有若干优势;特别是,它们直接编码了来自 SFOPT 的 GW 信号的预期信噪比信息。我提供了 LISA、DECIGO 和 BBO 的精确数值 PISCs 的半解析拟合函数。在附录中,我还详细回顾了大量 GW 实验的应变噪声功率谱。本文中呈现的所有 PISCs、PLISCs 和应变噪声功率谱的数值结果可从 Zenodo 在线存储库 [https://doi.org/10.5281/zenodo.3689582] 下载。在 companion paper [1909.11356] 中,PISCs 的概念被用于深入研究标准模型实标量单态扩展中宇宙学相变的 GW 信号。本文呈现的 PISCs 需要在有关信号预期形状的新理论结果出现时更新。因此,PISC 方法适合用作记账工具,以跟踪该领域的理论进展。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.04615,
  title  = {New Sensitivity Curves for Gravitational-Wave Signals from Cosmological Phase Transitions},
  author = {Kai Schmitz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.04615},
  year   = {2021}
}

备注

30+14+12 pages main text / appendix / references, 12 figures, 4 tables. Companion paper: 1909.11356. Numerical results available on Zenodo: https://doi.org/10.5281/zenodo.3689582. v3: new title, new section (3.6) on how to update PISC plots, matches version published in JHEP