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高频引力子的多重数分布

高能物理 - 理论 2025-07-15 v1 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

当引力子由于时空曲率的变化而产生时,多重数分布量化了在底层多粒子态的平均占据数周围产生一定数量物种的概率。遗迹引力子的多重数是无限可分的,其解析表达式在不同物理参数区域涵盖了泊松、玻色-爱因斯坦、伽马和帕斯卡概率分布。根据暴胀后的时间线,平均多重数受共动频率范围的支配,在GHz区域可能远大于aHz区域,后者中微波背景的温度和极化各向异性对遗迹引力子的谱能量密度设置了严格限制。由于引力子最大频率的绝对上限,我们可以认识到平均多重数在THz以上呈指数级抑制,在那里只有少数几对引力子独立地从真空中产生。产生的粒子的统计特性最终可以根据二阶干涉效应来解释,并通过分析相关的量子灵敏度对这一视角进行定量审视。对于在MHz或GHz波段达到谱振幅O(1035)/Hz{\mathcal O}(10^{-35})/\sqrt{\mathrm{Hz}}的假定仪器,玻色-爱因斯坦相关性可用于探测宇宙引力子的特性及其超泊松统计。从理论和观测角度来看,要求在kHz和GHz领域具有相同的灵敏度(例如O(1021)/Hz{\mathcal O}(10^{-21})/\sqrt{\mathrm{Hz}})都是不合理的。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.10224,
  title  = {The multiplicity distributions of the high frequency gravitons},
  author = {Massimo Giovannini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.10224},
  year   = {2025}
}

备注

46 pages, 11 figures