- Выявление изначального неприводимого инфляционного гравитационно-волнового фона с помощью вращающегося аксиона Печчеи-Куинна (arXiv)
Автор: Ян Гуттенуар, Жеральдин Серван, Пера Симакачорн.
Аннотация: Первичный неуменьшаемый фон гравитационных волн из-за флуктуаций тензора квантового вакуума, возникающих во время инфляции, охватывает большой диапазон частот с почти масштабно-инвариантным спектром, но слишком низок, чтобы его можно было обнаружить интерферометрами следующего поколения гравитационных волн. Мы показываем, как этот сигнал усиливается короткой временной эрой кинирования в космологической истории (менее чем в 10 раз), которая может возникнуть на любом уровне энергии между ГэВ и инфляционным масштабом 1016 ГэВ. Мы утверждаем, что такая эпоха кинации естественным образом генерируется вращающимся аксионом, прежде чем он попадает в ловушку своего потенциала. Обычно предполагается, что аксион начинает колебаться вокруг своего минимума из первоначально застывшего положения. Однако ранняя динамика поля Печчеи-Куинна может индуцировать большую кинетическую энергию в поле аксиона, запуская эру кинирования либо до, либо после того, как аксион обретает свою массу, что приводит к характерному пику на фоне первичных гравитационных волн. Это представляет собой неопровержимую сигнатуру аксионной физики, поскольку никакая другая динамика скалярного поля, как ожидается, не вызовет такой последовательности уравнений состояния в ранней Вселенной. Мы получаем результирующий спектр гравитационных волн и представляем пространство параметров, которое приводит к такому сигналу, а также перспективы обнаружения, в частности, на LISA, телескопе Эйнштейна, Cosmic Explorer и Big Bang Observer. Мы показываем как независимые от модели предсказания, так и представляем результаты для двух хорошо мотивированных УФ-завершений для аксионной темной материи КХД, где эта динамика встроена.
2. Реликтовые космологические векторные поля и инфляционные гравитационные волны (arXiv)
Автор: Эйвери Дж. Тишу, Роберт Р. Колдуэлл.
Аннотация: Мы показываем, что реликтовые векторные поля могут существенно влиять на спектр первичных гравитационных волн в постинфляционную эпоху. Рассмотрим тройку полей U(1) в однородной изотропной конфигурации. Взаимодействие между гравитационными волнами и векторными полями с конца повторного нагрева до наших дней дает новые спектральные характеристики. Показано, что амплитуда, наклон, форма и чистая киральность спектра гравитационных волн зависят от распространенности электрических и магнитоподобных векторных полей. Наши результаты показывают, что даже скромное содержание может иметь серьезные последствия для усилий по обнаружению отпечатка гравитационных волн на поляризации космического микроволнового фона. Мы обнаружили, что векторное поле, составляющее менее двух процентов плотности энергии в эпоху доминирования излучения, может иметь эффект, превышающий порядок единицы, на предсказанный спектр инфляционных гравитационных волн.
