Gravitational waves from cosmic strings in LISA: reconstruction pipeline and physics interpretation
发起LISA宇宙弦引力波背景模板数据库，基于解析与数值模板预测参数空间与重建精度，证明LISA能探测低至$Gμ=10^{-16} - 10^{-17}$的张力及$10^{11}~\ ext{GeV}$能标。
2025-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Detection of Low Tension Cosmic Superstrings
弦论的宇宙超弦不同于场论的常规宇宙弦。我们回顾了宏观弦环的物理和宇宙学性质如何影响实验搜索这些文物从时代的通货膨胀。宇宙超弦的平均密度很容易超过具有相同张力的常规宇宙弦两个或更多数量级。剩余超弦圈的宇宙学行为在性质上是不同的，因为在弦论的通量紧致化中，弦张力指数地小于弦尺度。低张力的超弦环寿命更长，经历更少的反冲（引力辐射发射的火箭效应），并且倾向于像星系中的暗物质一样聚集。相对于宇宙中坍缩结构的宇宙学平均值，成团增强了弦环密度。太阳位置的增强是$\sim 10^5$。我们开发了一个模型封装的领先阶弦论影响，目前的理解弦网络环的生产和宇宙学结构的形成的影响，适用于预测检测超弦环通过光学微透镜，引力波爆发和快速射电暴。我们通过LIGO和LISA样实验评估了尖点和扭结的爆发检测率。聚类占主导地位的速率为$G μ< 10^{-11.9}$（LIGO尖），$G μ<10^{-11.2}$（LISA尖），$G μ< 10^{-10.6}$（LISA扭结），我们预测实验可访问的引力波爆发$G μ>10^{-14.2}$（LIGO尖），$G μ>10^{-15}$（LISA尖）和$G μ>10^{- 14.1}$（LISA扭结）。
2018-02-05 astro-ph.CO hep-th
Including higher harmonics in gravitational-wave parameter estimation and cosmological implications for LISA
本研究针对LISA引力波参数估计仅用主导模式的局限，提出纳入高次谐波，证实(3,3)模式可大幅提升测量精度与暗宿主星系识别率，对解决哈勃张力、约束宇宙学模型有重要意义。
2023-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Classifying LISA gravitational wave burst signals using Bayesian evidence
我们考虑的问题的特征的突发源检测与激光干涉仪空间天线（LISA）使用多模嵌套采样算法，MultiNest。我们使用MultiNest作为一个工具来搜索模拟的宇宙弦尖点爆发，并计算与宇宙弦模型相关的贝叶斯证据。作为一种替代的突发模型，我们认为正弦高斯突发信号，并显示如何证据比可以用来选择这两种选择。我们提出了MultiNest应用于模拟LISA数据挑战的最后一轮的结果，在该挑战中，我们能够成功地检测和识别发布数据集中存在的所有三个宇宙弦爆发源。我们还提出了独立试验的结果，表明MultiNest可以检测宇宙弦信号的信噪比（SNR）低至~7和正弦高斯信号的SNR低至~8。在这两种情况下，我们表明，在该阈值的来源成为可检测的一致的SNR的证据比开始有利于正确的替代模型。
2010-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic string gravitational wave backgrounds at LISA: I. Signal survey, template reconstruction, and model comparison
Khon Kaen University（孔敬大学）
基于文献中的相关模型，编制宇宙弦网络引力波背景信号模板目录，使用SBI包量化LISA对每个信号的重建精度，并进行模型比较。
2026-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic superstrings in large volume compactifications: PTAs, LISA and time-varying tension
本文研究大体积弦紧化中宇宙超弦产生的引力波谱，考虑模场和时变张力，发现部分谱可被LISA和ET探测，超高频段可被动能主导增强。
2025-09-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Harmonic Gravitational Wave Spectra of Cosmic String Loops in the Galaxy
描述了一种新的引力辐射候选源：来自宇宙弦单个圈的近似完美谐波序列。有人认为，轻宇宙弦的理论产生了大量的长寿稳定环，其中许多与暗物质一起聚集在星系晕中。每一个宇宙弦环都产生一个离散频率的频谱，它是一个近乎完美的谐波序列，一个基本模式及其整数倍。对来自我们星系晕中宇宙弦环的引力波信号进行了数值分析，发现对于轻弦，最近的环通常产生强信号，这些信号在来自星系双星的混淆噪声中脱颖而出。银河系中宇宙弦环的总人口也产生了一个广泛的信号，作为一个混乱的噪音。这两个信号都被引力束缚在银河系上的环的聚集所增强，这显着减少了从太阳系到最近环的平均距离。数值估计表明，当无量纲弦张力Gμ< 10^{-11}时，在星系晕中可能会发现许多环。更轻的弦，低至Gμ=10^{-19}，可以被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到。对于这些光弦，典型环路的基波和低次谐波通常位于LISA敏感的波段，0.1至100 mHz。宇宙弦环模式的谐波性质留下了与任何其他已知的引力波源不同的独特光谱特征。
2009-08-01 astro-ph.CO
Systematic biases in parameter estimation on LISA binaries. II. The effect of excluding higher harmonics for spin-aligned, high-mass binaries
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；SISSA（的里雅斯特国际高等研究学校）；INFN Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
研究LISA观测中高阶谐波排除对高质量双星参数估计的影响，提出改进的优化方案以减少系统性偏差。
2026-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Fundamental physics and cosmology with LISA
在这篇文章中，我们给出了一个简短的评论的基础物理，可以做与未来的空间为基础的引力波探测器LISA。这包括探测来自宇宙弦的引力波爆发，测量随机的引力波背景，绘制星系核中具有极端质量比吸气的大质量致密物体周围的时空，并测试广义相对论对吸气双星强动力场的预测。我们特别注意新的结果表明，LISA约束宇宙学参数的观测聚结大规模黑洞二进制文件的能力。
2011-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The stochastic background from cosmic (super)strings: popcorn and (Gaussian) continuous regimes
在下一代引力波实验的时代，宇宙（超）弦尖端的随机背景有望被探测到，如果没有被探测到，将受到显着的限制。对于参数空间的一部分，类似爆米花的背景可以像来自在频率和时间上重叠的未解析源的（高斯）连续贡献一样明显。我们研究了未解决的宇宙弦尖在地面干涉仪，如LIGO/处女座第二代（AdLV）和爱因斯坦望远镜（ET）第三代探测器，空间天线LISA和脉冲星定时阵列（PTA）的频率范围内的贡献。我们计算AdLV、ET、LISA和PTA参数空间的灵敏度（在$2 σ$水平）。我们的结论是爆米花政权是互补的连续背景。因此，它的检测可以提高随机背景检测的信心，并可能有助于确定基本的字符串参数，如字符串张力和重连概率。
2012-06-30 astro-ph.CO gr-qc
Observability of lensing of gravitational waves from massive black hole binaries with LISA
本文通过信息矩阵分析评估LISA对引力波透镜波动光学效应的可观测性，发现此前研究低估了其探测能力，LISA可在更高碰撞参数和更低透镜质量下探测透镜信号。
2023-05-29 astro-ph.CO gr-qc
New limits on cosmic strings from gravitational wave observation
我们结合新的随机引力波背景的分析，预计从宇宙弦与最新的脉冲星定时阵列（PTA）的限制，给一个上限的能量尺度上的可能的宇宙弦网络，$Gμ< 1.5\times 10^{-11}$在95%的置信水平。我们还展示了LIGO的边界，以及LISA和BBO的边界。目前对超大质量黑洞双星的引力波背景的估计是在PTA探测的水平上。但是，如果PTA确实很快观测到背景，那么在短期内很难区分黑洞和宇宙弦作为源，因为这两个源的光谱指数碰巧非常相似。如果PTA没有观测到背景，那么$Gμ$的极限将有所改善，但是$Gμ$大大低于$10^{-11}$的弦网络将主要产生引力波，其频率对于PTA观测来说太高了，因此重大的进一步进展将取决于中频天文台，如LISA，DECIGO和BBO。
2017-09-11 astro-ph.CO gr-qc
Repeated Gravitational Wave Bursts from Cosmic Strings
本文指出宇宙弦环产生的引力波暴是重复的且来自同一天空位置，估算LVK和LISA的重复源数量，发现可探测弦张力随灵敏度六次方变化，有助于区分波形参数与定位。
2023-12-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves and Light Cosmic Strings
对宇宙弦的引力波特征进行了数值分析。宇宙弦网络在早期宇宙的相变过程中形成，这些长宇宙弦网络分裂成循环，以引力波的形式辐射能量，直到它们衰变。这些引力波的形式有：来自单个弦环的谐波模，来自星系环的“混乱噪声”，以及来自环网的随机背景引力波。在这项研究中，弦回路的较大尺寸$α$和较低的弦张力$Gμ$（其中$μ$是质量每单位长度的字符串）比以前的研究进行了调查。目前有几个探测器正在搜寻引力波，一颗天基卫星-激光干涉仪空间天线-正处于飞行前的最后阶段。大环的结果（$α=0.1$）给出的上限约为$Gμ<10^{-9}$，表明从弦环到$Gμ\approx 10^{-20}$的引力波都可以用LISA探测到。弦张力通过$Gμ= Λ_s^2 / m_{pl}^2$与相变的能量标度和普朗克质量相关，因此$Gμ$的极限将任何相变的能量标度设置为$Λ_s < 10^{-4.5} m_{pl}$。我们的结果表明，即使弦的张力太低，没有更大的宇宙学效应，环也可能形成一个重要的引力波信号。
2009-08-25 astro-ph.CO gr-qc
Characterizing Spinning Black Hole Binaries in Eccentric Orbits with LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）的设计目的是探测来自天体物理源的引力波信号，包括来自致密物体（如黑洞）合并双星系统的信号。碰撞星系的中心黑洞下沉到合并星系的中心，并开始相互环绕并发射引力波。一些星系演化模型预测，双黑洞系统将进入具有显著轨道偏心率的LISA带，而其他模型则认为轨道已经圆化。使用一个完整的十七参数波形模型，包括轨道偏心率，自旋进动和高次谐波的影响，我们调查如何以及源参数可以推断出模拟LISA数据。将参考偏心率定义为合并前一年的值，我们发现，对于典型的LISA源，将有可能测量偏心率到千分之一的精度。测量偏心率的精度与偏心率的关系很小，因此可以区分圆形轨道和偏心率很小的轨道。LISA对轨道偏心率的测量可以帮助约束早期宇宙中星系合并的理论。如果在波形建模中不考虑偏心率，可能会导致信号功率的损失，并使黑洞质量和自旋等参数的估计产生偏差。
2011-02-12 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Waves from Broken Cosmic Strings: The Bursts and the Beads
我们分析了亚稳态宇宙弦网络的引力波特征。我们考虑的情况下，宇宙弦不稳定断裂，没有原始人口的单极子。这种情况是很好的动机，从大统一理论和弦理论模型与暴胀阶段低于大统一理论/弦尺度。网络最初根据缩放解决方案发展，但由于受限单极子（珠子）成对产生并加速分开而导致断裂事件。我们发现这些超相对论性珠子是引力波爆发的有力来源，可以被初始LIGO、高级LIGO和LISA探测到。事实上，先进的LIGO可以观测到张力低至$Gμ\sim 10^{-12}$的弦的爆发。此外，我们发现，超相对论珠产生的尺度不变的随机背景检测LIGO，LISA和脉冲星定时实验。随机背景是标度不变的普朗克频率。这种现象学为宇宙弦提供了新的约束和特征，而宇宙弦在今天之前早就消失了。
2009-04-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Measuring the propagation speed of gravitational waves with LISA
引力波$c_T$的传播速度在$c_T$与频率无关的假设下，受到中子星合并GW170817及其电磁对应物的严格约束.从有效场论和量子引力的参数，我们讨论的可能性，广义相对论的修改允许瞬态偏差的$c_T$从光速在频率远低于目前的地面探测器的频带。我们激发了两个代表性的Ansätze为$c_T(f)$，并研究其对引力波形的大质量黑洞二进制合并的LISA任务可检测的影响。我们预测的限制$c_T(f)$可从个别系统和人口的来源，从两个螺旋和一个完整的螺旋合并振铃波形。我们表明，LISA将使我们能够把严格的独立的界限偏离广义相对论在未经探索的低频制度，即使在没有电磁对应。
2022-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effects of Solar Wind Plasma Noise on Stochastic Gravitational Wave Background Searches with a Space Based Interferometer Network
Chongqing University（重庆大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Nanjing University（南京大学）
研究太阳风等离子体噪声对LISA-太极网络随机引力波背景搜索的影响，用Lomb-Scargle方法估计太阳风电子密度波动谱，计算探测器间等离子体噪声引起的参数偏差，表明该噪声影响不能仅由单探测器剩余噪声评估。
2026-11-09 astro-ph.CO gr-qc
Identifying Monochromatic Signals in LISA and Taiji via Spectral Split: Gravitational Waves versus Ultralight Dark Matter
University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学）；Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；International Center for Theoretical Physics Asia-Pacific（亚太理论物理中心）；School of Astronomy and Space Science, UCAS（天文学与空间科学学院，中国科学院大学）
针对超轻暗物质与银河系致密双星引力波的单色信号区分难题，研究利用探测器日心运动引发的年度调制频谱分裂特征，提出可明确识别信号性质并高精度推断参数的方法，拓宽了LISA和太极等空间引力波探测器的科学目标。
2025-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
High-harmonic cosmic strings and gravitational waves
在这篇论文中，我们在广义相对论的背景下描述了高次谐波宇宙弦环，并研究了高次谐波含量对宇宙弦网络预测的引力波信号的影响。首先，我们将介绍变分原理、时空概念和其他数学工具，这些都是我们在后面几章中进行计算所需要的。我们介绍了FLRW宇宙和$ΛCDM$宇宙。然后，我们描述了弯曲时空中的南部-后藤宇宙弦，它的运动方程和能量动量张量。固定时空是平坦的，并固定规范，我们找到了宇宙弦的运动，并提出和讨论了特殊的解。使用宇宙弦环的奇谐族，我们计算了每个周期的尖点的数量和尖点处的左、右运动谐波模的二阶导数的值，并研究了它们对谐波阶数的依赖性。然后，我们开发了一个玩具模型，计算稳定的子循环产生的父循环使用统计方法的基础上的二叉树描述的循环斩波。我们还使用玩具模型来计算从一个循环系统中产生的尖端的平均数量，这些循环系统在它们的存在过程中自相交。我们推导出从尖点发射的引力波形，从尖点观察，在任何方向的观察。然后，我们将这个结果传播到FLRW时空中，以获得其在地球上的振幅表达式。假设两个不同的宇宙弦网络模型，我们实现我们上面提到的高次谐波结果，以找到信号的幅度和这些信号到达地球上的观测者的速率。
2021-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observing Kinematic Anisotropies of the Stochastic Background with LISA
本研究针对LISA的河外随机引力波背景分析，开发了基于运动学各向异性的全时域端到端提取流程，采用马尔可夫链蒙特卡罗成图方案恢复多极矩，验证了其抗误差能力并确定了仪器噪声下的探测阈值。
2024-01-26 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Effect of high harmonic loops on gravitational wave bounds from cosmic strings
基于一个二叉树模型的宇宙弦循环包含高次谐波的自相交，我们估计的父和子循环和相关的尖点生产的自相交的数量，以确定最有可能的数量的尖点事件每周期上产生的非自相交的循环，并提供一个更新的计算引力波信号到达地球上的尖点上这样的循环。这是针对网络中宇宙弦所支持的不同数量的尖点，以及环上不同的谐波分布而做的。在固定了$Gμ$的值和接收信号的频率后，我们用红移表示从尖点发出的引力波的事件率，并将我们的结果与文献[1，2]中的结果进行了比较。
2021-08-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Primordial Stochastic Gravitational Wave Background with Multi-band Astrophysical Foreground Cleaning
原始随机引力波背景（SGWB）携带着早期宇宙物理学的第一手信息，可能包括暴胀效应、预热效应、宇宙弦效应、电弱对称破缺等。然而，致密双星的天体物理前景可能掩盖了SGWB，给探测和精确测量带来困难。在本文中，我们提出了一种前景清洗方法，利用引力波观测在其他频段。我们应用这种方法来探测与星载引力波探测器，如激光干涉仪空间天线（LISA）的SGWB。我们发现，来自致密双星（黑洞和中子星）的LISA波段天体物理前景的谱密度可以以10- 10级的精度预测，假设第三代GW探测器的10年观测，例如，宇宙探险家虽然这种多波段的方法不适用于二进制白矮星（BWD），通常合并之前，进入地面探测器的频带，我们限制我们的前景清理频率高于$\sim5$兆赫，所有银河系BWD可以单独解决LISA和形状的光谱密度的前景河外BWD可以重建和/或建模具有一定的不确定性。前景清理后，LISA对原始SGWB的灵敏度将大大提高，无论是两个LISA星座，其中SGWB可以通过互相关它们的输出测量或只有一个星座与三个航天器，其中SGWB可以通过对比信号通道和零通道的响应测量。
2020-10-14 astro-ph.CO gr-qc
Probing the galactic and extragalactic gravitational wave backgrounds with space-based interferometers
本研究利用LISA及LISA-天琴组合，通过时间相关响应函数分析各向异性随机引力波背景的球谐系数，发现无法严格约束银河系信号，但可高置信度区分并确认银河系与河外星系背景的存在。
2024-02-11 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Exploring cosmological gravitational wave backgrounds through the synergy of LISA and ET
本文研究LISA和ET引力波探测器协同观测，提出综合灵敏度与新型信噪比，以多频段探测宇宙引力波背景，揭示早期宇宙膨胀及高阶关联函数特征。
2025-09-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic String Interpretation of NANOGrav Pulsar Timing Data
脉冲星定时数据用于提供可能的随机引力波背景（SGWB）的上限。然而，NANOGrav合作最近报告了一个随机的共同频谱过程，我们解释为一个SGWB在宇宙弦的框架强有力的证据。可能的NANOGrav信号对应于68%置信水平的弦张力$Gμ\in (4 \times 10^{-11}, 10^{-10}) $，与超大质量黑洞合并的频率依赖性不同。由具有这样的$Gμ$值的宇宙弦产生的SGWB将超出LIGO的范围，但可以由其他计划和提议的探测器测量，如SKA，LISA，天琴，AION-1 km，AEDGE，爱因斯坦望远镜和宇宙探测器。
2021-02-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Complementary signatures of $α-$attractor inflation in CMB and cosmic string Gravitational Waves
Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校）；Harish-Chandra Research Institute (HRI)（哈里什-昌德拉研究所）；University of Warsaw（华沙大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
本研究探究α吸引子暴胀模型中宇宙弦e折叠数与CMB观测的关联，结合引力波探测给出谱指数约束，为暴胀物理提供互补检验途径。
2025-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the pre-BBN universe with gravitational waves from cosmic strings
标准模型的许多有动机的扩展预言了宇宙弦的存在。源自宇宙弦网络动力学的引力波，有能力探测早期宇宙的许多无法探测的性质。在这项研究中，我们展示了如何从宇宙弦网络的引力波的频谱可以用来测试大爆炸核合成（BBN）之前的早期宇宙的状态方程。我们还证明，目前和计划中的引力波探测器，如LIGO，LISA，DECIGO/BBO和ET/CE，有可能探测到非标准的前BBN状态方程和早期宇宙演化的信号（例如，早期的非标准物质支配或动能支配）或在早期宇宙中活跃的新的自由度，其灵敏度超出了陆地对撞机实验和宇宙微波背景测量的灵敏度。
2019-01-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Parameter estimation for coalescing massive binary black holes with LISA using the full 2-post-Newtonian gravitational waveform and spin-orbit precession
除了一个例外，以前对质量相当的双星系统的引力波实验测量精度的分析忽略了自旋进动效应或次谐波和振幅调制。在这里，我们给出了如何结合这些影响，以改善参数估计的第一个明确的描述。我们认为超大质量黑洞双星预计将与计划中的天基干涉仪LISA观测，并研究测量精度的几个天体物理学有趣的参数，考虑到完整的2 PN波形旋转机构，以及自旋进动的影响。我们发现，对于红移为1、总质量在10^5 M_Sun < M < 10^7 M_Sun范围内的双星，一般可以获得约1.5倍的精度，但在确定等质量系统中的单个质量时，可以获得约5倍的精度。我们还发现，正如预期的那样，使用完整的波形有助于提高检测的质量上限，在红移为1时，可以高达M = 10^8 M_Sun，以及可以从系统中提取一些信息的红移极限，对于M < 10^7 M_Sun，大约为z = 10，比限制波形高1.5-5倍。我们计算出，完整的波形允许使用超大质量黑洞二进制作为标准塞壬的红移z = 1.6，约0.4大于以前的研究允许。我们发现，对于较低的不等质量的二元系统，测量精度并没有像其他系统那样大幅提高。这表明，对于这些系统，可以实现增加参数，如偏心率或替代重力参数，而不会损失太多的精度。
2009-09-18 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic Archaeology with Gravitational Waves from Cosmic Strings
宇宙弦是粒子物理学标准模型的许多扩展的一般宇宙学预测，例如早期宇宙中的$U(1)^\prime$对称破缺相变或超弦理论的残余。与其他拓扑缺陷不同，宇宙弦可以达到一个标度状态，从很早的时代直到今天，它在宇宙总能量密度中保持一个小的固定比例。如果存在的话，它们将振荡并产生引力波，其频谱在整个宇宙历史中留下了宇宙总能量密度的主要来源。我们证明，当前和未来的引力波探测器，如LIGO和LISA，可以测量宇宙弦引力波的频谱，并在原始核合成和宇宙微波背景之前辨别宇宙的能量组成，其中标准宇宙学尚未得到测试。这项工作建立了一个基准案例，即引力波可能为探索非常早期宇宙的演化历史提供前所未有的强大工具。
2017-11-08 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational wave signatures from kink proliferation on cosmic (super-) strings
宇宙弦环上的连接会导致急剧扭结的扩散。我们研究了这种扩散的效果上的引力波（GW）信号发射的弦网络与结，假设一个缩放的解决方案。我们计算的发生率和分布的GW突发发射的尖点和扭结在LIGO和LISA的频带作为字符串张力的函数，尖锐扭结的数量与路口的循环和宇宙学网络中的循环的分数有路口。结合我们的结果与目前的观测限制，我们发现脉冲星数据排除了大量的扭结的张力Gμ> 10^{-12}弦的回路。相比之下，对于较小的张力，目前的观测允许大量的扭结环。如果是这样的话，在扭结扭结遇到的小爆发的不相干叠加导致增强GW的背景，隐藏了强大的个人爆发扭结和尖点。
2010-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Dark Matter Clumps, Strings and Domain Walls with Gravitational Wave Detectors
引力波天文学最近成为研究我们宇宙的一种新方法。在这项工作中，我们调查的潜力引力波干涉仪检测宏观天体包括暗物质。我们从著名的团块的例子开始，扩展到宇宙弦和畴壁。我们还考虑了在小尺度上测量暗物质功率谱的灵敏度。我们的分析是基于这样一个事实，即这些物体在穿过探测器附近时，将对干涉仪的每个节点施加引力，从而导致可以测量的差分加速度和相应的多普勒信号。作为一个典型的例子，引力波干涉仪，我们考虑在LISA诱导的信号。我们进一步将我们的结果外推到其他频段敏感的引力波实验中，包括地基干涉仪，如LIGO，和脉冲星定时阵列，例如基于平方公里阵列的脉冲星定时阵列。假设适度的灵敏度改进超出了目前的设计，团块，字符串和畴壁可能在这些实验的范围内。
2021-09-20 astro-ph.CO hep-ph
Bayesian Forecasts on Cosmic Superstring Searches with LISA
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Università degli studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）
本研究利用贝叶斯方法结合模拟LISA数据，探讨LISA能否重建宇宙超弦的$G\mu$和$P$参数并区分两种超弦信号模型，发现特定条件下可实现模型区分。
2026-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Metastable cosmic strings
本文综述亚稳态宇宙弦的GUT实现及其与暴胀、中微子和引力波的联系，指出其低频抑制谱可同时解释地面、空间干涉仪和脉冲星计时观测。
2024-01-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The minimum measurable eccentricity from gravitational waves of LISA massive black hole binaries
本研究针对红移z=1处的大质量黑洞双星，通过解析与贝叶斯推断数值方法，探究LISA的最小可测量偏心率阈值，明确其对红移后质量的强依赖性，为研究双星演化环境提供支撑。
2024-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Multi-Band Constraints on Cosmic Strings: Unifying Harmonic and Burst Spectra
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific (ICTP-AP)（亚太理论物理中心）；University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe（太极引力波宇宙实验室）；King’s College London, University of London（伦敦大学国王学院）；University of Florida（佛罗里达大学）；University of Notre Dame（圣母大学）；Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯古腾堡大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
本研究统一了宇宙弦引力波背景的谐波与爆发谱形式体系，实现多频带联合贝叶斯推断，并用NANOGrav、EPTA和LVK数据约束四个环分布模型，增强LVK界限并改进弦张力限制。
2026-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Complementarity between Cosmic String Gravitational Waves and long-lived particle searches in a laboratory
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；University of Warsaw（华沙大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
本文针对亚稳态长寿命粒子催化的早期物质主导时期，通过U(1)扩展暗区示例证明宇宙弦引力波探测与实验室长寿命粒子搜索的互补性，确定了对应实验的互补参数空间。
2025-11-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Type-I two-Higgs-doublet model and gravitational waves from domain walls bounded by strings
本文在扩展的I型双Higgs二重态模型中，研究了由宇宙弦限域畴壁衰变产生的独特引力波信号，发现其在特定破缺能标下可被未来干涉仪探测。
2024-08-28 astro-ph.CO hep-ph
Direct determination of cosmic string loop density from simulations
我们直接从模拟中确定宇宙弦环的分布，而不是确定环生产函数并从中推断环分布。对于一个广泛的循环长度，结果符合幂律指数-2.5在辐射时代和-2在物质时代，任何循环生产函数，不发散在小尺度的普遍结果。我们的结果扩展了Ringeval，Sakellariadou和Bouchet的结果：我们能够在保形时间内运行15倍以上，并模拟300-2400倍的体积。在他们到达的时间，我们的模拟与他们发现的负指数-2.6和-2.4大体一致。然而，我们的模拟表明，这是一个短暂的政权;在后来的时间指数下降到上述值。这为小尺度下环密度快速发散的模型提供了进一步的证据，例如用于分析LIGO数据和预测LISA灵敏度的“模型3”。
2019-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational-wave background in bouncing models from semi-classical, quantum and string gravity
本文研究了三种以反弹取代大爆炸的引力模型的原初谱和引力波背景，发现pre-big-bang模型的GWB可被LISA和Einstein Telescope探测，而另两种模型则不可探测或被排除。
2024-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic strings from pure Yang-Mills theory
本文在现有理论物理的基础上，讨论了纯Yang-Mills（YM）理论中SU（$N$）、Sp（$N$）、SO（$N$）和Spin（$N$）等宇宙弦或宏观色流管在从解除禁闭到禁闭相变时的形成.根据全息对偶描述，宇宙弦在引力面与基本弦或缠绕D-膜是对偶的，并且重联几率分别被$\mathcal{O}(N^{-2})$和$e^{-\mathcal{O}(N)}$抑制。因此，纯YM理论提供了宇宙F弦和D弦的简单实现，而不需要膜暴胀或额外维度。我们还回顾了基于1-形式对称性概念的宇宙弦的稳定性，这进一步暗示了某些YM理论中重子顶点的存在。我们计算的引力波频谱，是从宇宙弦的基础上扩展的速度依赖的一个尺度模型，并讨论其检测的基础上正在进行和计划的引力波实验。特别地，如果约束尺度分别高于SU（$N$）与$N = \mathcal{O}(1)$的$\mathcal{O}(10^{12})\,\mathrm{GeV}$和$\mathcal{O}(10^{10})\,\mathrm{GeV}$，则SKA和LISA可以观察到引力信号。
2022-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing flavored regimes of leptogenesis with gravitational waves from cosmic strings
本文首次提出利用宇宙弦辐射引力波的谱特征检验高尺度轻子生成的不同味区，前提是右手中微子质量标量场与希格斯弱耦合，还构建了无需约束味结构即可检验味区差异的框架并给出未来可检验的引力波窗口。
2025-02-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Impact of a Midband Gravitational Wave Experiment On Detectability of Cosmological Stochastic Gravitational Wave Backgrounds
我们预测未来的“中带”天基引力波实验，最敏感的$10^{-2}- 10$赫兹，可能对宇宙学随机引力波背景（SGWBs）的潜在检测的影响。考虑的具体拟议中带实验是TianGo、B-DECIGO和AEDGE。我们提出了一个组合的幂律综合灵敏度（CPLS）曲线结合GW的实验在不同的频带，这表明中带提高SGWB的灵敏度高达两个数量级，在$10^{-2} - 10$ Hz。我们认为GW从宇宙弦和相变作为宇宙SGWB基准的例子发射。我们明确地模拟各种天体物理SGWB来源，最重要的是从未解决的黑洞合并。使用马尔可夫链蒙特卡罗，我们证明了中带实验，当与LIGO A+和LISA相结合时，可以显着提高对宇宙学SGWB的灵敏度，并更好地将它们与天体物理SGWB分开。特别是，我们预测，一个中带实验提高了宇宙弦张力$Gμ$的灵敏度高达$10$的一个因素，推动改善组件分离天体物理源。对于相变，中带实验可以检测到峰值在$0.1 - 1$ Hz的信号，对于我们的基准模型，这对应于$T_*\sim 10^4 - 10^6$ GeV的早期宇宙温度，通常超出了LIGO和LISA的范围。中带闭合能隙并且更好地捕获特征光谱形状信息。因此，它大大提高了测量的相变性能在较低的能量$T_* \sim O(10^3)$ GeV，潜在地相关的新物理在电弱尺度，而在这个能量范围内，LISA单独将检测到一个过剩的，但不能有效地测量相变参…
2021-06-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Detecting Intermediate-Mass Ratio Inspirals From The Ground And Space
检测到大质量黑洞（MBH）对恒星质量致密物体的引力捕获将使我们能够测试强区域的引力。这些源通过交换能量和角动量的两体弛豫形成，并以缓慢、渐进的方式螺旋下降到最终的合并。在质量为$\sim 10^6\,M_{\odot}$的MBH的情况下，频率范围局限于毫赫兹的范围，即LISA等星载引力波观测站的频率范围。在这篇文章中，我表明，根据它们的轨道参数，质量在100到几千之间的MBH的中间质量比（IMRI）的频率使它们能够被（i）地面天文台检测到，或者（ii）LISA和地面天文台，如先进的LIGO/Virgo和第三代天文台，以ET为例。二进制文件具有足够大的信噪比，以确保检测。其轨道参数的更极端值对应于仅用地面探测器可探测的系统，并且进入LIGO/室女座波段，特别是在质量高达一些$2000,\,M_{\odot}$的许多不同谐波中。我表明，环境的影响是可以忽略不计的，所以源不应该有这种并发症。累积的相移可以用LISA和ET测量，在某些情况下也可以用LIGO测量，因此可以恢复有关偏心率和地层情况的信息。对于总质量为$\lessapprox 2000\,M_{\odot}$且初始偏心率高达$0.999$的IMRI，LISA可以提前足够的时间和秒级精度向地面探测器发出警告。单独从地面或与空间观测站结合探测IMRI的可能性为引力波天文学开辟了新的可能性。
2018-09-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmic superstrings, metastable strings and ultralight primordial black holes: from NANOGrav to LIGO and beyond
本研究提出超轻原初黑洞通过早期物质主导阶段降低高频引力波振幅，缓解LIGO与PTA数据间张力，并利用未来探测器探索其性质。
2025-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves from Global Cosmic Strings and Cosmic Archaeology
在粒子物理学的标准模型的许多有动机的扩展中，全球宇宙弦被预测，与轴子暗物质物理学有着密切的联系。最近的研究表明，虽然相对于Goldstone发射而言，全球弦的引力波信号是次显性的，但可以用目前和计划中的引力波探测器（如LIGO、LISA、DECIGO/BBO、ET/CE和AEDGE/AION）以及脉冲星定时阵列（如PPTA、NANOGrav和SKA）探测到。这项工作是一个广泛的，更新的研究全球宇宙弦网络的GW，考虑到最新的发展相关的主题。主要的分析是基于分析速度相关的单尺度（VOS）模型校准与最近的模拟结果，这提供了一个通用的协议，这样的计算与细节。我们还演示了GW信号如何受到基线模型变化的影响：这包括考虑模型参数的不确定性和最近一些模拟结果所建议的传统VOS模型预测（即缩放行为）的潜在偏差。此外，我们详细研究了非标准宇宙学（例如早期物质支配或kination）或新粒子种类对全球弦GW信号的影响。我们证明，从全球宇宙弦GW背景的频谱可以用来探测宇宙历史之前的大爆炸核合成（BBN）（即原始的黑暗时代）的温度为$T\sim 10^8$ GeV。
2022-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
