来自费米子的随机引力波背景——理论与应用

非平衡费米子可以通过非微扰参数效应，在再加热期间或热时期于早期宇宙中产生。费米子分布中会发展出各向异性应力，作为随机引力波（GW）背景的源。我们推导了一个计算费米子系综产生的引力波能谱的通用形式体系，并将其应用于暴胀后的多种情景。我们详细讨论了源的正规化，即费米子横迹无迹各向异性应力的不等时关联子。我们讨论了引力波能谱如何随时间累积，并给出了其最终振幅和峰值频率的简单参数化描述。我们发现，费米子可能产生具有显著振幅的极高频引力波背景，这与标量场再加热的情况类似。探测到这种引力波背景将揭示极早期宇宙的物理机制，但这需要超出当前计划探测器范围的高频新技术。