由迹反常在QCD相变处产生的原初标量引力波
广义相对论与量子宇宙学
2019-08-07 v2
摘要
仅依靠基本粒子与引力的标准模型，我们研究了一种新的引力波源的详细性质，其起源在于量子物理。众所周知，弯曲背景中的无质量场会遭受所谓的“迹反常”。该反常可以用新的标量自由度来表示，这些自由度考虑了引力场中量子物质的宏观效应。这些场的线性化有效作用量描述了标量（而非横向）引力波，而这在爱因斯坦理论中是不存在的。由于这些新自由度直接与QCD中的规范场标量耦合，早期宇宙中的QCD相变时期是可能的原初宇宙引力辐射源。虽然在该QCD密度下（温度远高于u和d夸克质量）反常极可能完全不被压低，但为谨慎起见我们引入了窗函数以截断反常效应可能被压低的极低频部分。随后我们计算了经过适当修正的今日引力波信号的特征应变。无窗函数的参数空间区域给出较强信号，且其应变与频率均落在近未来引力波实验（如LISA与Big Bang Observer）的灵敏度范围内。即便原则上人们能够借助引力波天文学研究量子物理，这一可能性也令人振奋，并将对该领域的未来探索具有价值。
引用
@article{arxiv.1905.05850,
title = {Primordial scalar gravitational waves produced at the QCD phase transition due to the trace anomaly},
author = {De-Chang Dai and Dejan Stojkovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.05850},
year = {2019}
}
备注
Published version