The Wouthuysen Field Absorption Trough in Cosmic Strings Wakes
宇宙弦尾流中的重子密度增强导致这些弦尾流中的自旋温度与气体动力学温度的耦合比星系际介质（IGM）中的耦合更强。Wouthuysen场（WF）效应有可能增强这种耦合，以至于它可能导致目前计划中的射电望远镜项目中最强和最干净的宇宙弦签名。在这里，我们认为这种增强的假设下，X射线加热是不显着的。我们表明，这种效应在宇宙弦尾流的大小导致亮度温度至少两倍以上的负面比周围的IGM。如果SCI-HI [1，2]或EDGES [3，4]实验证实宇宙气体中存在WF吸收槽，那么在z = 10至30的21 cm红移测量中，宇宙弦尾流应该会清晰地出现。
2014-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Disruption of Cosmic String Wakes by Gaussian Fluctuations
我们研究宇宙弦尾流的稳定性对占主导地位的高斯波动，这是目前在宇宙学模型的破坏。我们发现，对于一个弦张力给定的$G μ= 10^{-7}$尾流保持局部稳定，直到一个$z = 6$的红移，和一个值为$G μ= 10^{-14}$，他们是稳定的超过一个红移的$z = 20$。我们研究了一个全球性的稳定性标准，它表明后$t_{eq}$的字符串创建的唤醒识别到目前为止的时间，独立的值的$G μ$。考虑到我们的标准，它是可能的发展战略，以搜索独特的位置空间信号的宇宙学地图，这是诱导的尾流。
2017-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Angular 21 cm Power Spectrum of a Scaling Distribution of Cosmic String Wakes
宇宙弦尾流导致21厘米红移图中的一个大信号，其红移大于对应于再电离的红移。在这里，我们计算21厘米辐射的角功率谱预测宇宙弦的尾流经历了冲击加热的标度分布。
2011-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Global 21 cm Signal of a Network of Cosmic String Wakes
在以前的工作中，我们讨论了一个单一的宇宙弦尾的21厘米签名。然而，21厘米的亮度温度是由宇宙弦尾迹网络影响的，而不是一个单一的尾迹。在这项工作中，我们认为从网络的唤醒奠定了在物质时代的信号。我们还改进了以前的计算一个单一的唤醒签名。最后，我们计算了全球21厘米亮度温度的增强，由于网络的唤醒，并讨论了它的影响，在Wouthuysen-Field吸收槽测量的信号。我们估计，对于$10^{-8}$到$10^{-7}$之间的弦张力，信号将有10%到2倍的增强。
2021-09-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Extracting the Signal of Cosmic String Wakes from 21-cm Observations
宇宙弦尾流在高于再电离红移的21厘米强度图中产生明显的非高斯信号。虽然弦信号的振幅（局部）大于$Λ$ CDM模型的高斯波动信号，但它们被天体物理和仪器前景淹没（即使在位置空间中）。在这里，我们研究在何种程度上可以从噪声干涉数据中提取的信号。弦引起的特征在红移方向上的狭窄性允许减去天体物理和仪器的前景。基于弦信号的特定几何形状，我们确定了一个特定的三点统计，这是有希望的，以提取信号，我们发现，在脑海中的望远镜的规格类似的MWA仪器，弦信号可以成功地提取为值的弦张力$Gμ= 3 \times 10^{-7}$。进一步改进的分析的前景进行了讨论。
2021-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The 21 cm Signature of Cosmic String Wakes
我们讨论了21厘米红移巡天中宇宙弦尾流的特征。由于21厘米巡天比光学大尺度结构巡天探测到更高的红移，宇宙弦的特征在21厘米图中比在光学星系巡天中更明显。我们发现，如果宇宙弦的张力超过一个临界值（这取决于弦尾流产生时的红移和观测的红移），宇宙弦尾流将产生一个亮度温度接近极限值的发射信号，在大弦张力的极限下，该极限值在红移为$z + 1 = 30$时接近400 mK.信号在位置空间中会有一个特定的特征：多余的21厘米辐射将被限制在一个楔形区域，其尖端对应于弦的位置，其平面尺寸由弦尾流的平面尺寸决定，其厚度（在红移方向上）取决于弦的张力。对于在$z_i + 1 = 10^3$处产生的尾流，则在$z + 1 = 30$的红移处，弦张力$μ$的临界值是$G μ= 6 \times 10^{-7}$，并且它随红移线性减小（对于在物质和辐射相等时产生的尾流，临界值在相同的红移处低两倍）。对于较小的张力，宇宙弦导致可观察到的吸收信号具有相同的楔形几何形状。
2010-11-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Searching for Signatures of Cosmic String Wakes in 21cm Redshift Surveys using Minkowski Functionals
闵可夫斯基泛函是分析大尺度结构的有力工具，特别是当物质的分布是高度非高斯分布时，就像在宇宙弦对结构形成有贡献的模型中一样。在这里，我们应用闵可夫斯基泛函21厘米的地图，如果结构是由嵌入在背景波动的宇宙弦的标度分布播种，然后测试的统计意义的宇宙弦信号使用Fisher组合概率检验。我们发现，这种方法允许宇宙弦的检测与$G μ> 5 \times 10^{-8}$，这将是改善目前的限制约3倍。
2013-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Synchrotron radiation from cosmic string wakes
本研究探讨宇宙弦尾迹中经比尔曼机制产生、湍流放大的磁场引发的相对论电子同步辐射，指出其宽频谱可对应现有星表中的部分未知天体源。
2025-01-16 astro-ph.CO hep-ph
Signature of a Cosmic String Wake at $z=3$
在本文中，我们描述了N体模拟运行的结果，其中包括一个宇宙弦尾流的张力$Gμ= 4 \times 10^{-8}$顶部通常的$ΛCDM$波动。为了获得更高的分辨率的尾流的模拟相比，以前的工作，我们插入的字符串尾流的影响，在较低的红移，并在一个较小的体积进行模拟。应用曲波分析的尾流和无尾流地图，表明尾流的存在可以在三西格玛置信水平从二维暗物质投影的地图中提取到$z=3$的红移。
2020-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino currents in wakes of cosmic strings
围绕阿贝尔希格斯弦旋转的中微子会在弦附近产生中性电流。当弦穿过宇宙等离子体时，由弦的运动产生的速度反冲将增强尾流区的中微子流。中微子流密度取决于它与弦的距离，本质上是振荡的。这导致了等离子体中的中微子密度梯度。这种具有周期性密度波动的中微子流将导致等离子体中的电子流。电流的作用就像是穿过宇宙弦尾流的交叉扰动。等离子体的扰动以及高雷诺数将导致宇宙弦尾流中产生磁场。
2019-11-19 astro-ph.CO hep-ph
Magnetic reconnection in the wakes of cosmic strings
宇宙弦在宇宙中的运动导致了尾流的产生。我们研究了在后复合等离子体中运动的宇宙弦的磁化尾迹。结果表明，在激波后区域可以发生磁重联。由于宇宙弦尾流的宽度非常小，重联发生在一个非常短的长度尺度上。重联导致大量的动能被释放在宇宙弦尾流的激波后区域。这增强了在重连期间释放的动能。我们对宇宙弦尾流中磁重联释放的动能作了初步估计，并表明它可以解释后复合时代的低能伽马射线暴（GRB）。
2022-10-31 astro-ph.CO
Cosmic Filaments from Cosmic Strings
宇宙弦在粒子物理学的标准模型的许多扩展中被普遍预言。我们提出了一种新的途径，通过它们对宇宙网中的附属结构的影响来检测宇宙弦。使用宇宙学模拟的密度唤醒从宇宙弦，我们研究了各种灯丝结构探针。我们发现，宇宙弦的最大影响是在弦尾流周围的细丝分布的密度过大。来自高密度的信号在更高的红移下更强，并且在更宽的视场下更鲁棒。我们分析了空间分布的细丝从公开可用的目录中的细丝建立SDSS星系。利用现有的数据，我们没有发现弦张力参数$Gμ$高于$5\times 10^{-6}$的宇宙弦尾流存在的证据。然而，我们计划WFIRST将能够在红移$z=2$的$99\%$置信水平上检测到来自这种尾流的信号，具有显著更高的置信度和探测较低张力（$Gμ\sim 10^{-6}$）的可能性，在$z=10$。该方法的灵敏度与来自CMB的约束不具有竞争力。然而，它提供了一个独立的发现通道在低红移，这可能是一个吸烟枪的情况下，CMB绑定可以被削弱。
2020-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
High redshift signatures in the 21 cm forest due to cosmic string wakes
宇宙弦在早期宇宙中诱导微晕的形成。在宇宙微波背景（CMB）谱的背景下，所产生的弦状小晕团被唤醒并形成“21厘米森林”。这样一个21厘米的森林可以有助于沿视线积分的红移21厘米信号的角波动。我们计算的均方根振幅的21厘米的波动，由于字符串和这些波动可以占主导地位的信号，由于原始密度波动在高红移（$z \gtrsim 10$），即使弦张力低于目前的上限，$G μ< 1.5 \times 10^{-7}$。我们的研究结果还预测，平方公里阵列（SKA）可以潜在地检测到21厘米的波动，由于字符串与$G μ\approx 7.5 \times 10^{-8}$的单频带的情况下和$4.0 \times 10^{-8}$的多频带的情况下。
2013-10-15 astro-ph.CO hep-ph
Evolution of magnetic fields in cosmic string wakes
研究了低电阻率等离子体中宇宙弦尾迹的磁场演化。尾流中的初始磁场是以宇宙弦周围粒子运动产生的磁场为模型的。等离子体的特征在于高β值。我们发现多个冲击状结构的发展，在字符串的唤醒。我们使用二维磁流体动力学模拟研究了形成的激波的详细结构和激波中磁场的演化。正如预期的那样，磁场的发展并不取决于$β$值。我们的结果表明，而不是一个单一的统一的冲击形成后，宇宙弦，我们有多个冲击形成后，在短时间间隔的字符串。多重冲击的存在肯定会影响宇宙弦尾迹的观测特征，因为这些特征取决于冲击产生的温度波动。我们还发现，当激波远离时，留下的残余磁场会重新连接并迅速消散。因此，弦周围的磁场非常局部化。我们发现宇宙弦尾流中存在磁场重联。这将导致激波后区域的磁场减小。
2022-10-21 astro-ph.CO
Superfluid dark matter flow around cosmic strings
本文研究宇宙弦穿过超流暗物质气体时对暗物质分布的影响，分析已凝聚与未凝聚两种情形下的激波和尾迹效应，并给出尾迹中形成玻色-爱因斯坦凝聚体所要求的暗物质粒子质量上限约为10 eV。
2023-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gamma Ray Bursts from Magnetic Reconnection in Cosmic Strings Wakes
School of Physics, University of Hyderabad（海德拉巴大学物理学院）
本研究通过宇宙弦尾部磁重联过程解释短持续时间伽马射线暴的成因，并通过光变曲线和实验数据验证了理论模型。
2026-01-05 astro-ph.CO
Magnetic field amplification and decay in cosmic string wakes
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）；School of Physics, University of Hyderabad（海得拉巴大学物理学院）
研究揭示了宇宙弦尾迹中磁场因流体流动和扰动长度尺度而发生放大与衰减的机制，为磁重联过程提供新见解。
2025-08-22 astro-ph.CO
Observing the Multiverse with Cosmic Wakes
目前的宇宙起源理论，包括弦论，都预言存在一个包含许多泡沫宇宙的多元宇宙。这些气泡宇宙通常会发生碰撞，与我们的碰撞产生宇宙尾流，进入我们的哈勃体积，在宇宙微波背景（CMB）中表现为异常对称的圆盘，并干扰大尺度结构（LSS）。有初步的观测证据与我们天空中的一个或多个这些扰动相一致。然而，其他来源可以在CMB温度图中产生类似的特征，因此需要额外的信号来验证它们的超普遍起源。在这里，我们发现，第一次，详细的三维形状和CMB温度和偏振信号的宇宙尾流的气泡碰撞在早期宇宙与目前的观测一致。预测的偏振模式具有独特的功能，当与相应的温度模式是一个独特的和引人注目的气泡碰撞信号。这些特征代表了多重宇宙范式的第一个可验证的预测，并且可能被普朗克和未来的CMB极化任务等当前实验检测到。探测到气泡碰撞将证实多元宇宙的存在，为弦论提供令人信服的证据，并使我们对宇宙及其起源的认识更加清晰。
2011-09-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Signal of Cosmic Strings in Cross-Correlation of 21-cm Redshift and CMB Polarization Maps
本研究探索再电离前宇宙弦尾迹在21厘米红移与B模式CMB极化图互相关中的信号，提出用匹配滤波提取非高斯特征，证实可在LCDM高斯背景中检测到张力略低于当前上限的宇宙弦信号。
2022-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Note on Shape Moduli Stabilization, String Gas Cosmology and the Swampland Criteria
在弦气体宇宙学中，最简单的形状模场通过考虑弦缠绕和动量模的存在而自然稳定。我们确定这些领域的有效势，并表明它服从德西特猜想，沼泽地的标准之一，有效场论是超弦理论相一致。
2020-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The bispectrum of matter perturbations from cosmic strings
本文首次计算了宇宙弦引起的物质扰动的双谱。计算以两种不同的方式进行：第一种是使用弦网络的不等时间衰减器（UETC）-使用之前用于宇宙弦功率谱的高斯模型计算。第二种方法使用尾流模型，弦密度扰动集中在片状结构，其表面密度随时间增长。两者在定性和定量上的一致性为结果提供了信心。在UETC方法的一个重要组成部分是列入补偿因子的整合与格林函数的物质和辐射流体，我们表明，这些补偿因子必须包括在尾流模型也。我们还提出了一个比较的UETCs计算的高斯模型，和那些计算的不连接段模型（USM）所使用的标准宇宙弦微扰包CMBACT。我们比较宇宙弦的双谱的数值估计，从暴胀时代的扰动所产生的，并发现，尽管本质上的非高斯性质的弦引起的扰动，物质双谱是不可能产生竞争性的约束人口的宇宙弦。
2014-11-10 astro-ph.CO
