利用引力波谱形探测轻子生成与BBN前宇宙

在频率-振幅平面上，宇宙弦产生的引力波（GWs）由于在标准辐射主导暴胀后时期中的弦圈动力学，在较高频处呈现平坦平台。若大爆炸核合成（BBN）之前的原初暗时代呈现非标准宇宙演化史，谱线可能在拐点频率$f_*$之外表现出突然的上扬或下倾趋势。我们认为，此类谱断裂后引力波振幅上升——这是暴胀后状态方程（$\omega>1/3$）比辐射（$\omega=1/3$）更“硬”的后果——也可能是中微子质量跷跷板模型中轻子生成的强烈暗示。由规范$U(1)$对称性破缺动态产生右旋（RH）中微子质量，导致宇宙弦网络形成并发射随机引力波。轻子流的引力相互作用通过$\partial_\mu R j^\mu$形式的算符——可在跷跷板模型中经RH中微子介导在双圈水平产生——自然地趋向更硬的状态方程，以高效产生正比于$1-3\omega$的重子不对称性。我们讨论了具有合理强振幅并辅以无中微子双β衰变信号的引力波，如何探测最近一次辐射主导的开端及中间尺度的轻RH中微子质量。