超出标准模型的光滑交叉中的原初黑洞与诱导引力波

由原初涨落诱导的引力波（GWs）在曲率涨落重新进入宇宙学视界后，会受到声速 $c^2_{\rm s}$ 和状态方程参数 $w$ 修正的影响。这种软化也会在软化出现的质量尺度上显著增强原初黑洞（PBHs）的产生。本工作中，我们考虑由超出标准模型理论的光滑交叉所引起的 $w$ 和 $c^2_{\rm s}$ 的假想软化，并针对平坦标度不变功率谱的情形数值计算了次级诱导引力波。我们发现，若功率谱的振幅足够大，则光滑交叉引起的引力波信号特征可被未来的空间引力波干涉仪探测到，并与纯辐射情形区分开。同时，取决于交叉出现的质量尺度，当 $\mathcal{A} \sim \mathcal{O}(10^{-3})$ 时，该情形可与 PBHs 构成全部暗物质相兼容，其质量函数在声速最小值的视界质量尺度附近极其尖锐地峰值化。我们的结果表明，在存在 $w$ 和 $c^2_{\rm s}$ 软化的情形下，引力波信号可用于分辨由峰值功率谱与宽功率谱所引起的尖锐峰值质量函数的现有简并。