基于GW230529高次谐波约束标量-张量理论

Advanced LIGO和Virgo联合实验近期检测到一次引力波事件GW230529_181500，最可能的解释为中子星与黑洞的合并。这一观测为测试偏离广义相对论的引力理论提供了机会。在此类理论中，仅在非对称二元系统中才会贡献额外的引力波信号。本文聚焦于该类理论中的两种标量-张量模型：Screened Modified Gravity和Brans-Dicke理论。这些模型在暗物质、暗能量、宇宙早期增强以及原始核合成等领域具有潜在应用。基于GW230529_181500和贝叶斯马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）分析，我们采用主导模式修正，推导$\frac{\varphi_{\rm{VEV}}}{M_{\rm Pl}}<1.7\times10^{-2}$和$\omega_{\rm{BD}}>25.12$的90%可信下界。非对称二元系统通常具有显著质量比，此时不能忽略高次谐波模式。本文考虑标量-张量理论中的高次谐波修正，给出更紧的约束$\frac{\varphi_{\rm{VEV}}}{M_{\rm Pl}}<1.5\times10^{-2}$和$\omega_{\rm{BD}}>32.68$，分别实现13.3%和30.1%的改进。将GW230529_181500、GW200115和GW190814联合分析并包含高次模式后，约束进一步提升至$\frac{\varphi_{\rm{VEV}}}{M_{\rm Pl}}<7.84\times10^{-3}$和$\omega_{\rm{BD}}>123.75$。这目前是来自引力波的最强约束，前提是GW190814被视为中子星-黑洞事件。