脉冲星计时阵列观测的随机背景信号对标量诱导引力波的限制

最近,NANOGrav、PPTA、EPTA和CPTA合作组各自独立报告了关于随机引力波背景的观测证据.尽管根据观测推断的引力波背景(幅度、频谱)与超大质量双黑洞并合的预言相一致,但这一观测也为搜寻宇宙早期的新物理现象提供了新的窗口.本文探讨了用早期宇宙中的标量诱导引力波来解释这一信号的可能性.作者采用参数化的拐折幂律谱作为随机引力波背景能谱的普适性描述,利用NANOGrav、PPTA和EPTA的新数据和贝叶斯推断的方法进行研究.本研究结果可以约束诱导引力波能谱的相关参数,并进一步对可能在早期宇宙中产生原初黑洞的各种暴胀模型给出限制,这些模型有望在未来的空间引力波观测实验中得到检验.

纳赫兹引力波对单态暗物质模型中电弱相变的影响

受脉冲星定时阵列合作组最近观测到的纳赫兹级随机引力波证据的启发,本文在标准模型的单态扩展中探讨了利用极端过冷的电弱相变解释这些观测结果的可能性,并考虑了相变对于暗物质的影响.研究结果表明,通过精细调节模型参数,相应的渗透温度可以连续降低到1 GeV甚至更低.在如此低的渗透温度下,单态暗物质可能在电弱相变之前就脱离热平衡,从而从热辐射中冻结出来.因此,相变期间产生的熵可以显著影响暗物质的残留密度.这减轻了单态扩展模型中同时解释重子生成和满足暗物质直接探测限制的压力,暗示着所考虑的新物理模型可能存在更广阔的参数空间,并可在未来的实验中得到验证.