用 LISA 探测非高斯随机引力波背景

随机引力波背景（SGWB）蕴含了关于天体物理和宇宙学过程的丰富信息。未来几年的一个重大挑战是从该背景中提取信息，并厘清不同源的贡献。在本文中，我们给出了从激光干涉空间天线（LISA）中三个信号的相关性中提取张量三点函数信息的形式体系，该三点函数刻画了 SGWB 的非高斯性质。这一可观测量对于判别 SGWB 是 primordial（原初）还是天体物理起源至关重要。与两点函数相比，SGWB 三点函数对引力波动量和手性有更丰富的依赖。因此，它可作为区分不同模型的强力判别量。我们首次给出了 LISA 对一般 SGWB 三点函数的响应函数。作为示例，我们详尽研究了等边和 squeezed（压扁）SGWB 双谱的情形，并给出了响应函数的显式形式，可直接与双谱的任何理论预言卷积以得到可观测量信号。我们进一步导出了计算信噪比的最优估计量。我们的形式体系涵盖一般形状的非高斯性，并可直接推广到其他探测器几何。最后，我们简要概述了可能产生非高斯 SGWB 的早期宇宙模型。