量子退相干对红移引力波的影响

膨胀理论提供了一种解释我们今天在宇宙中观察到的结构的机制， starting from quantum-mechanically generated fluctuations。然而，这留下了一个问题：量子到经典的过渡是如何发生的？在膨胀过程中，张量扰动与其他场发生相互作用（至少通过引力），这意味着我们需要将这些扰动视为与环境相互作用的开放系统。本文使用 Lindblad 方程描述该系统的演化，这是一种解释量子到经典过渡的可能机制。我们表明，量子退相干导致引力波功率谱随尺度而增加，这取决于系统与环境之间相互作用的强度和时间依赖性。通过使用来自 CMB 和 LIGO-Virgo-KAGRA 约束的红移引力波功率谱的当前上限，我们找到了相互作用强度的上限。此外，我们计算了退相干准则，这表明特定尺度在膨胀结束时成功退相干所需的最小相互作用强度。假设 CMB 模式完全退相干，我们给出了相互作用强度的下限。此外，此退相干准则允许我们查看哪些尺度可能尚未完全退相干，仍可能保留一些残余量子信号。最后，我们使用灵敏度预测研究未来的引力波探测器（如 LISA 和 ET）如何约束退相干参数空间。由于功率谱的尺度依赖性，LISA 只能产生很小的影响。但 ET 将能够显著改进我们对特定退相干情景的当前约束。