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运用原始蓝色引力波对 flavored 生物发生进行断层扫描

高能物理 - 唯象学 2024-12-02 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们探讨了一种场景,其中物质主导的早期时代由右侧中子星质量尺度 MNM_N 驱动,这也决定了生物发生的不同 flavor 规模。这种物质主导的时代会在由气体膨胀产生的原始引力波上留下独特的谱特征。我们指出,若描述为具有正谱指数的蓝色引力波(BGWs),这些特征谱在当前和未来实验的多个频段中可被检测到,且幅度与 Cosmic Microwave Background(CMB)在 CMB 尺度上的测量值相符。我们发现,MN109 GeVM_N \lesssim 10^9~{\rm GeV} 的三 flavor 生物发生 regime 比由更高右侧中子星质量尺度特征的双 flavor 和单 flavor regimes 更显著地留下 BGWs 痕迹。特别是,双 flavor(三 flavor)生物发生 regime 预计在 mHz-Hz(μ\muHz-mHz)频段留下明确的痕迹。此外,我们将当前的 Big Bang Nucleosynthesis(BBN)和 LIGO 限制上的引力波能量密度转化为对不同 BGW 谱指数 nTn_T 的 flavor 生物发生参数空间的约束。我们提供了如何在未来引力波探测器中共同区分 flavor 规模的严格统计分析。有趣的是,该场景还提供了在下一轮 LIGO 实验中可测试的独特引力波信号,其在 PTA 频段具有与超大质量黑洞相同幅度的相关特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.00641,
  title  = {Tomography of flavoured leptogenesis with primordial blue gravitational waves},
  author = {Marco Chianese and Satyabrata Datta and Rome Samanta and Ninetta Saviano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.00641},
  year   = {2024}
}

备注

25 pages, 9 figures, substantially revised, matches the JCAP version