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通过 eLISA/NGO 探测器揭示宇宙学 QCD 相变

宇宙学与河外天体物理 2013-08-21 v1 高能物理 - 格点 高能物理 - 唯象学

摘要

我们利用源自格点 QCD 模拟的最先进物态方程,研究了 QCD 时期早期宇宙的湍流演化。由于该转变是一个平滑过渡(crossover),我们假设温度和速度涨落是由宇宙先前历史中的某些事件产生的,并由于原始流体极大的雷诺数而存续至 QCD 时期。基于在 RHIC 和 LHC 的重离子碰撞实验中获得的夸克 - 胶子等离子体的粘滞熵密度比极小这一事实,我们假设 QCD 时期的流体是无粘性的。我们的流体动力学模拟表明,速度谱与聚焦于一阶相变的原始湍流研究中所考虑的 Kolmogorov 幂律截然不同。这是因为系统中没有连续的能量注入,且流体粘性可忽略不计。因此,随着动能从大尺度向小尺度级联,由于缺乏耗散,大量动能积聚在最小尺度上。我们获得了由流体运动发射的引力辐射谱,发现如果典型的速度和温度涨落幅度满足 (Δv)/c102(\Delta v) /c \gtrsim 10^{-2} 和/或 ΔT/Tc103\Delta T/T_c \gtrsim 10^{-3},它们将在频率大于 104\sim 10^{-4} Hz 时被 eLISA 探测到。

关键词

引用

@article{arxiv.1303.6978,
  title  = {Unveiling the cosmological QCD phase transition through the eLISA/NGO detector},
  author = {V. R. C. Mourão Roque and G. Lugones},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1303.6978},
  year   = {2013}
}

备注

to appear in Physical Review D