Constraining string cosmology with the gravitational-wave background using the NANOGrav 15-year data set
本研究利用NANOGrav 15年数据，通过贝叶斯参数估计约束弦宇宙学模型参数，发现引力波背景信号与模型预测一致，并优于幂律模型，展示了脉冲星计时阵列研究早期宇宙的潜力。
2024-09-30 astro-ph.CO 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 wave complementarity and impact of NANOGrav data on gravitational leptogenesis: cosmic strings
在跷跷板机制中，如果右旋中微子质量是由规范的$U(1)$对称破缺动态产生的，那么由宇宙弦网络产生的随机引力波背景（SGWB）可能是一个潜在的探测器.我们表明，leptogenesis机制，有利于主导生产的轻子不对称性通过右手中微子的量子效应在引力背景下，可以探测GW探测器以及下一代中微子双β衰变（$0νββ$）实验中的互补方式。我们推断，对于一个成功的leptogenesis，在$f-Ω_{\rm GW}h^2$平面上的排除限制将对应于在$|m_{ββ}|-m_1$平面上的排除。我们考虑一个正常的轻中微子质量排序，并讨论如何最近NANOGrav脉冲星定时数据（如果解释为GW信号），例如，在95 $\%$ CL下，将与$0νββ$衰变实验中的潜在发现或空信号相关。
2021-05-04 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Superheavy quasi-stable strings and walls bounded by strings in the light of NANOGrav 15 year data
本文研究了高能物理标准模型扩展中的超重准稳定弦和弦界墙，发现其在经历暴胀后发射的引力辐射与NANOGrav 15年数据及LIGO-VIRGO约束一致，且其贝叶斯因子与亚稳态弦和宇宙超弦相当。
2023-11-27 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on the Pre-Big Bang scenario from a cosmological interpretation of the NANOGrav data
该研究通过分析NANOGrav 15年数据的原始引力子遗留背景解释，发现其与弦宇宙学大爆炸前情景的最小版本矛盾，但允许非最小版本，还讨论了S对偶对称性及对曲率扰动功率谱的影响。
2025-02-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disentangling the Origins of the NANOGrav Signal: Early Universe Models and $ΔN_{eff}$ Bounds
我们研究早期宇宙随机引力波背景（SGWB）是否可以解释NANOGrav报告的共同光谱过程，同时也与当前和预计的CMB测量的额外辐射一致。我们计算了相对论性粒子有效数$ΔN_{eff}$对解释脉冲星时间阵列（PTA）谱的早期宇宙模型的贡献。我们证明，预测$ΔN_{eff}$以上的CMB限制的模型将被坚决排除，这意味着NANOGrav信号与这些边界的紧张局势，而不是必须产生的天体物理来源。我们发现，目前的NANOGrav 15年的数据集，灵敏度高达60 nHz，给$ΔN_{eff}$的贡献可以忽略不计，并保持远低于目前和未来的CMB检测阈值。然而，当我们预测未来的PTA能力达到1 $μ$ Hz时，即使用我们保守的估计，我们也发现暴胀、标量诱导引力波（SIGW）和亚稳态宇宙弦可以诱导一个足够大的$ΔN_{eff}$，供西蒙斯天文台探测到$>3.5σ$。
2025-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The QCD Axion and Gravitational Waves in light of NANOGrav results
北美纳赫兹天文台的引力波（NANOGrav）合作最近报告了强有力的证据，随机过程影响12.5年的脉冲星定时残差数据集。我们表明，信号可以解释在一个随机的引力波的背景下发出的网络在早期宇宙的轴子弦。Peccei-Quinn对称性的自发破缺产生了轴子弦网络和模型中的暗物质粒子QCD轴子。我们探讨了一个非标准的宇宙学模型驱动的奇异标量场$ϕ$的影响下的自相互作用势的发展，轴子场开始振荡在修改后的宇宙学，并提供了观测到的暗物质。对于状态方程$w_ϕ< 1/3$，QCD轴子质量比标准宇宙学中预期的要小，而来自轴子弦的GW谱要大。我们评估的参数空间的模型是一致的NANOGrav- $12.5\,$年的检测，这可以解释在95%的限制内的QCD轴子场演化的尘埃类的情况下，以及在68%的限制内的宇宙学与$w_ϕ< 0$。
2021-03-24 astro-ph.CO hep-ph
Is the NANOGrav detection evidence of resonant particle creation during inflation?
本研究提出NANOGrav 15年数据中的宇宙引力波背景可能来自暴胀期共振粒子产生，该过程通过增强原初标量功率谱诱发对应频率的次级诱导引力波，为利用低频PTA数据探索暴胀物理提供了新路径。
2023-10-06 astro-ph.CO
NANOGrav signal as mergers of Stupendously Large Primordial Black Holes
我们给出了一个解释的信号NANOGrav检测到的随机引力波背景从二进制合并的原始“惊人的大黑洞“（SLABs）的质量$M\sim(10^{11}-10^{12})M_{\odot}$，并大致对应于暗物质的$0.1\%$。我们表明，严格的界限来自$μ$扭曲的CMB可以被超越，如果在这些BH的扰动产生的非高斯分布的波动，预计在单场模型的通货膨胀产生尖峰的功率谱。虽然来自具有$M\lesssim 10^{11}M_{\odot}$的二进制的随机背景的尾部可以拟合NANOGrav并且遵守$μ$失真限制，但是它们被排除在大尺度结构约束之外。
2020-12-29 astro-ph.CO gr-qc
Primordial gravitational waves from NANOGrav: a broken power-law approach
我们重新审视的可能性，最近发现的随机共谱过程的NANOGrav脉冲星定时阵列实验可能是由于原始的引力波（GW）。为了解释NANOGrav与宇宙微波背景（CMB）观测结果的一致性，需要将蓝GW光谱的干涉仪尺度进行天真的外推，这将严重违反LIGO/Virgo随机GW背景（SGWB）振幅的上限。结合CMB和干涉仪尺度之间的频率超过19个十年的事实，这促使我们超越了通常采用的纯幂律GW频谱的近似。我们考虑了SGWB光谱的破幂律参数化，它在破幂频率以上从蓝色变成红色：虽然是现象学的，但这种选择映射到各种动机良好的早期宇宙模型，包括具有非瞬时再加热或再加热后非标准背景膨胀的场景。在详细讨论了由此产生的SGWB对早期宇宙辐射能量密度的贡献之后，我们对各种各样的多频宇宙学和GW观测约束了破幂律模型。我们发现，这种唯象模型是能够解释的NANOGrav信号，同时保持一致的上限张量标量比CMB尺度，大爆炸核合成的早期宇宙辐射的能量密度的限制，和干涉仪尺度上的SGWB振幅的上限。我们简要讨论了在GW频率范围内使用下一代探针测试该模型的非常光明的前景，这将进一步探索与特定的动机良好的早期宇宙模型的联系。
2022-01-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
NANOGrav spectral index $γ=3$ from melting domain walls
本研究提出早期宇宙中张力随膨胀红移的熔化畴壁模型，其辐射引力波的谱指数$\gamma=3$匹配NANOGrav 15年数据，对应弱耦合超轻标量暗物质候选者，质量低于$10^{-11}-10^{-12}\\,\text{eV}$，可通过黑洞超辐射观测验证。
2023-12-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Pulsar Timing Array Constraints on Primordial Black Holes with NANOGrav 11-Year Data Set
利用NANOGrav 11年数据首次直接搜寻原初黑洞伴随的标量诱导引力波，未发现显著信号，并在95%置信水平上将其丰度限制为暗物质质量的百万分之一以下。
2020-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from cosmic superstrings and gauge strings
University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）；Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院）
本文唯象比较了宇宙规范弦与超弦网络的引力波频谱，推导了适用于PTAs和激光干涉仪的解析表达式，并发现超弦网络受NANOGrav数据限制，而规范弦网络与EPTA和PPTA数据兼容。
2026-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Novel Physics with International Pulsar Timing Array: Axionlike Particles, Domain Walls and Cosmic Strings
在NANOGrav之后，IPTA合作也报告了随机引力波背景的强有力证据。这一暗示对基础物理学有着非常重要的意义。利用IPTA最近公布的第二批数据，我们试图寻找光的新物理信号。并对可听轴子、畴壁和宇宙弦模型给出了新的约束。我们发现，对应于衰变常数$F\approx5\times10^{17}$ GeV和轴子质量$m_a\approx2\times10^{-13}$ eV从NANOGrav数据的最佳拟合点被排除由IPTA在超过$2σ$置信水平。固定耦合强度$λ=1$，我们得到了$Z_2$对称性破缺尺度$η>135$ TeV的一个$2σ$下界.有趣的是，我们在$1σ$置信水平上对宇宙弦张力$\mathrm{log}_{10}\,Gμ=-8.93_{-0.06}^{+0.12}$给出了很强的限制。利用贝叶斯因子规则，我们发现IPTA数据分别对不相关的共同幂律（CPL）模型比可听轴子、域壁和宇宙弦具有中等、强烈和不确定的偏好。这意味着目前的观测很难将CPL与宇宙弦区分开来，需要更多高精度的脉冲星计时数据来提供潜在物理的新线索。
2022-03-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Stochastic gravitational wave background detection using NANOGrav 15-year data set in the context of massive gravity
本文基于NANOGrav 15年数据集，研究了含时大质量引力理论中原初引力波作为随机引力波背景来源的可能性。通过调整引力子质量、截断时间和暴胀Hubble率，成功在1-3个标准差内重现了观测信号，但指出在遵守BBN和CMB限制的同时避免截断时间过深进入物质主导时代仍具挑战性。
2024-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Strings, Inflation, and Gravity Waves
研究了Coleman-Weinberg暴胀对中尺度宇宙弦发射的随机重力波背景谱的影响。弦网络部分膨胀，并在膨胀结束后的稍后时间重新进入视界，这样就不会产生短的弦环。这导致了显着修改的重力波频谱，我们详细探讨。我们发现，科尔曼-温伯格膨胀可以帮助满足Parkes脉冲星定时阵列（PPTA）的范围内的$Gμ> 1.1\times 10^{-10}$的无量纲弦张力值。我们还确定了修改后的重力波，在通货膨胀的情况下，与北美纳赫兹天文台的引力波（NANOGrav）的数据是兼容的。然后，我们讨论了形成的单极子和字符串在相同的破缺规模和兼容性的单极，天体物理学和宇宙线天文台（MACRO）绑定PPTA绑定，也与NANOGrav数据。最后，一个现实的非超对称$E_6$模型，成功的科尔曼-温伯格通货膨胀的例子中，单极子和字符串都生存通货膨胀，并在可观察的水平。
2021-10-31 astro-ph.CO hep-ph
From $U(1) \times U(1)$ Symmetry Breaking to Majoron Cosmology: Insights from NANOGrav 15-year Data
Regional Centre for Accelerator based Particle Physics, Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈里斯-钱德拉研究学院加速器粒子物理区域中心，霍米·巴巴国立学院附属机构）
该研究通过 NANOGrav 15 年数据提出一种改进的主子粒子模型，结合宇宙弦网络解释引力波谱，并通过见锯机制生成轻子质量，同时避免宇宙学约束。
2026-02-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Cosmic Superstrings with Gravitational Waves
我们用一个半解析的速度依赖模型来描述宇宙超弦的动力学，计算了宇宙超弦产生的随机引力波背景。我们发现，较重的字符串类型可能会留下独特的签名的随机引力波背景频谱范围内，目前和即将到来的引力波探测器。我们研究的物理动机的情况下，环的物理尺寸是由引力反作用尺度和使用NANOGRAV数据推导出一个保守的约束$Gμ_F<3.2 \times 10^{-9}$的基本弦的张力。我们证明，近似宇宙超弦网络产生的引力波频谱使用普通宇宙弦产生的频谱减少相互交换的概率（这是经常在文献中做），导致，在一般情况下，较弱的观测约束$Gμ_F$。我们表明，包含较重的字符串类型是需要一个更准确的表征区域的$(g_s,Gμ_F)$参数空间，可以探测使用直接引力波探测器。特别是，我们认为，从NANOGRAV数据的观测约束，并表明，较重的字符串生成的参数空间的二级排斥区域。
2016-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational wave signatures of non-singular matter bouncing cosmology in NANOGrav and beyond
本文研究非奇异物质反弹宇宙学模型中宇宙扰动的演化，发现其诱导的引力波背景具有f²的普适红外频率标度，与NANOGrav数据高度一致，还可能被LISA和ET探测到。
2025-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The NANOGrav 15-year Data Set: Search for Signals from New Physics
本文研究了NANOGrav 15年脉冲星计时数据集中低频引力波背景的宇宙学解释，发现多数模型能重现信号且部分拟合优于超大质量黑洞双星，但需结合建模假设审慎对待，同时排除了部分参数区域并对超轻暗物质等确定性信号给出了更新约束。
2023-06-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Inflation, superheavy metastable strings and gravitational waves in non-supersymmetric flipped SU(5)
本研究基于非超对称翻转SU(5)混合暴胀模型，解释了超重弦在暴胀中存活而磁单极子不存活的机制，其亚稳态弦辐射的引力波谱符合NANOGrav和LIGO-VIRGO观测数据，并给出了质子寿命的理论估计值。
2024-01-28 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational wave sources for Pulsar Timing Arrays
本文评估了脉冲星计时阵列观测到的随机引力波背景信号是否可归因于超大质量黑洞双星并合或早期宇宙中的一阶相变、宇宙弦、畴壁及大振幅曲率扰动等源，发现当前数据在贝叶斯分析下未对任何特定源表现出强烈偏好。
2023-06-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Can the NANOGrav observations constrain the geometry of the universe?
本文基于NANOGrav探测到的随机引力波背景信号，研究了暴胀产生的原初引力波，提出考虑空间曲率的引力波功率谱新参数化方法，发现先验选择显著影响后验分布，结合Planck先验的结果支持平坦宇宙。
2024-03-22 astro-ph.CO gr-qc
Does NANOGrav observe a dark sector phase transition?
该研究分析NANOGrav观测到的共同红谱能否用暗区一阶宇宙学相变解释，发现完全孤立暗区的相变被排除，而中微子退耦前衰变的暗区相变仍有可能，信号谱倾斜或可验证该假说。
2023-06-15 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Strings and Cosmic Superstrings
在这些讲座中，我回顾了宇宙弦和宇宙超弦的现状。我首先在大统一理论的背景下讨论拓扑缺陷，特别是集中在宇宙弦作为规范理论孤子出现。我讨论了宇宙弦和宇宙暴胀之间的和解，我回顾了宇宙弦动力学，宇宙弦热力学和宇宙弦引力，这导致了一些有趣的观测签名。然后，我在受弦论启发的膜世界宇宙学模型的背景下，继续讨论在膜暴胀结束时产生的宇宙超弦的概念。我讨论了宇宙超弦和它们的孤子类似物之间的区别，我回顾了我们目前对宇宙超弦网络演化的理解，然后简要描述了各种观测结果，这可能有助于我们深入了解我们宇宙的弦描述。
2009-02-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multi-messenger constraints on Abelian-Higgs cosmic string networks
本文参数化同时产生粒子与引力波的Abelian-Higgs宇宙弦网络，结合NANOGrav、CMB、DGRB及暗物质约束给出多信使限制。
2023-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ionization from Cosmic Strings at Cosmic Dawn
宇宙弦产生带电粒子，这些带电粒子通过发射电磁辐射，在黑暗时代部分地吸收中性氢。对宇宙弦引起的中性氢电离分数的修正可能会导致新的观测效应和/或对$Gμ\sim 10^{-16} - 10^{-22}$周围的弦张力的新约束，其原始磁场值在$B_0 \sim 10^{-11}-10^{-9}$高斯范围内。
2019-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A New Picture of Cosmic String Evolution and Anisotropic Stochastic Gravitational-Wave Background
我们研究了宇宙弦产生的随机引力波背景（SGWB）的各向异性，它与大统一理论的自发U（1）对称性破缺有关，发生在暴胀的开始。弦网络的演化是由原始涨落决定的，永远不会达到标度状态。弦环不均匀地分布在大尺度区域中，导致SGWB中的大的各向异性。我们发现，SGWB各向异性的角功率谱依赖于频率，这是测试在多波段观测的GW。特别是，GWs从宇宙弦可以适当地解释共同的频谱过程NANOGrav合作报告，和角功率谱在纳赫兹波段，$\mathtt{l}(\mathtt{l}+1)C_{\mathtt{l}}=5.6\times 10^{-2}$在大尺度上，预计在不久的将来可以检测脉冲星定时阵列实验。
2021-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Interpretation of Nanohertz Gravitational Waves via Cosmic Strings in Post-BBN Matter and Kination Domination
Indiana University（印第安纳大学）
该研究通过贝叶斯分析NANOGrav 15年与EPTA DR2 New+数据集，发现后BBN物质和动能主导阶段的宇宙弦可解释PTA观测的纳赫兹引力波信号，且与标准宇宙学历史相比有显著证据。
2026-10-09 astro-ph.CO hep-ph
Zipping and Unzipping of Cosmic String Loops in Collision
本文研究了两个宇宙弦环的碰撞。碰撞后，结形成，环纠缠在一起。我们表明，他们的形成后，路口开始解压缩和循环解开。这种分析提供了一个理论上的理解，在一个网络的宇宙弦与一个以上类型的宇宙弦的数值模拟中观察到的解压缩效应。解压缩现象在宇宙弦网络的演化中有重要的影响，当碰撞形成结时，例如在宇宙超弦网络中。
2009-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Scattering Of Photons Off Cosmic Strings
光子可以从宇宙弦环中被引力散射，并获得或失去能量。我们考虑放置在周围的光子热浴宇宙弦环引起的光谱失真。由宇宙弦引起的热谱的分数偏差估计为（G_N μ）^2 z^2，其中G_N是牛顿常数，$μ$是弦的张力，z是宇宙学红移，在此之后，谱畸变才能存在。这种效应足够大，可能具有观测价值。
2013-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The spatial correlations between pulsars for interfering sources in Pulsar Timing Array and evidence for gravitational-wave background in NANOGrav 15-year data set
本文揭示了引力波干涉源会产生区别于 HD 曲线的频率依赖空间相关性（ISC），将其应用于 NANOGrav 15 年数据集后，显著提升了引力波背景探测的信噪比和证据强度。
2024-07-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Inferring Cosmic String Tension through the Neural Network Prediction of String Locations in CMB Maps
在以前的工作中，我们构建了一个卷积神经网络，用于估计宇宙弦在模拟宇宙微波背景温度各向异性图中的位置。我们推导出了这个神经网络对宇宙弦位置的估计与宇宙弦张力$Gμ$的后验概率分布之间的联系。在这里，我们显着改善的后验分布的弦张力$Gμ$的计算。我们还通过使用残差网络改进了我们以前的普通卷积神经网络。我们将新的神经网络和后验计算方法应用于我们以前工作中使用的相同模拟的地图，并量化改进。
2019-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the nature of cosmic strings in the brane world
本文在不采用微扰近似的条件下研究膜上静态柱对称宇宙弦，发现弦中心能量密度超过两倍膜张力时有效弦张力会大幅增强，并提出当能量密度接近两倍膜张力时可规避宇宙弦问题的新机制。
2023-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Chaotic inflation in supergravity and cosmic string production
我们描述了一个简单的超引力混沌暴胀模型，在这个模型中，不仅可以很容易地调整基本的宇宙学参数，如n_{s}，r和f_NL，而且还可以调整宇宙弦对CMB各向异性的贡献。
2013-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Collisions of cosmic strings with chiral currents
我们提出了一个宇宙超导手征弦碰撞闵可夫斯基空间中的分析研究，应用运动学的限制，从相关的推广南武后藤行动。特别是，我们重新审视解决方案的手征超导宇宙弦，并证明Y结生产这样的字符串是可能的。我们考虑了手征载流直弦的碰撞，得到了角速度空间中允许产生弦结的区域。这项研究有助于理解手征超导弦网络的复杂演化。
2018-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searching for Cosmic Strings in New Observational Windows
宇宙弦在粒子物理学的标准模型之外的许多模型中都有预测。在承认弦的模型中，早期宇宙的相变中必然会形成一个弦网络，并将持续到现在。弦在宇宙学中留下了独特的特征。在新的观测窗口中寻找这些特征提供了一种在高能尺度上约束粒子物理的方法，因此是对在低能端（例如在LHC）寻找新物理的补充。具体来说，我将讨论在宇宙微波背景极化图和21厘米红移巡天中宇宙弦的特征。
2013-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Forecast constraints on cosmic string parameters from gravitational wave direct detection experiments
引力波是宇宙弦的重要特征之一。如果在未来的实验中检测到来自宇宙弦的GWs，不仅可以证实它们的存在，而且可以探索它们的性质。在本文中，我们研究的宇宙弦参数的测定，通过直接检测的GW签名在未来的地基GW实验。我们考虑两种类型的GW，爆发和随机GW背景，这为我们提供了不同的信息宇宙弦属性。通过对宇宙弦的参数进行Fisher矩阵计算，我们发现两种不同类型的GW可以打破其中一些参数的简并性，并提供比每种测量更好的约束条件。这些参数包括控制弦张力的参数$Gμ$、初始环尺寸的参数$α$和重联概率的参数$p$。
2012-06-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Cosmic strings and their induced non-Gaussianities in the cosmic microwave background
由于暴胀量子起源的宇宙学扰动具有高斯性，寻找宇宙微波背景（CMB）各向异性中的非高斯性被认为是探索早期宇宙非线性物理的优先方向。宇宙弦是引力扰动的活跃源，并不断地在宇宙微波背景辐射中产生非高斯畸变。即使在目前观测到的角尺度上，它们只能贡献CMB角功率谱的一小部分，宇宙弦实际上可能是其非高斯性的主要来源。在这篇文章中，在回顾了弦网络的基本宇宙学性质之后，我们提出了Nambu-Goto宇宙弦将在各种观测量中诱导的签名，从温度各向异性的单点函数到双谱和三谱。结果表明，字符串印记是显着不同的比那些预期的原始类型的非高斯性，因此可以很容易地区分。
2010-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The First Upper Bound on the Nano-Hertz Gravitational Waves and Galaxy Cross-Correlation signal using 15-year NANOGrav Data and DESI Galaxy Survey
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
利用NANOGrav 15年数据和DESI星系巡天，首次对纳赫兹引力波与星系大尺度结构的交叉相关性设限。
2026-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Dark baryon from pure Yang-Mills theory and its GW signature from cosmic strings
该研究提出 SO(2N) 纯 Yang-Mills 理论中天然稳定的重子型胶球作为暗物质候选者，并利用低宇宙弦相互连通概率产生的特征引力波，同时解释暗物质丰度与 NANOGrav 等脉冲星计时阵列信号。
2023-08-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmic Rays from Cosmic Strings with Condensates
我们重新审视宇宙弦尖点产生宇宙射线的过程。如果一个标量场（"希格斯“）与弦世界片有线性相互作用，就像弦上有玻色子凝聚体时发生的那样，弦环上的尖点会发射出极高能量的希格斯窄束，然后衰变为超高能宇宙射线通量。当弦标度为$\sim 10^{13}$ GeV时，超高能通量和γ质子比与观测结果一致。扩散的伽马射线和质子通量远低于目前的界限。较轻的弦（\it）和标量的线性相互作用产生了过量的直接和扩散宇宙射线，并被观测所排除，而较重的弦（$\sim 10^{15}$ GeV）则受到它们的引力特征的限制。这为玻色凝聚的宇宙弦的存在留下了一个狭窄的参数空间窗口。
2009-11-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stochastic gravitational-wave background from metastable cosmic strings
亚稳态的宇宙弦网络是许多大统一理论（GUT）与宇宙暴胀结合的一般结果。亚稳态宇宙弦在拓扑上是不稳定的，但在宇宙时间尺度上是衰变的，这是由于GUT单极子的成对产生。这就导致了一个由超视界尺度上的亚稳态长弦以及亚视界尺度上的弦环和弦段组成的网络。我们计算的第一次完整的随机引力波背景（SGWB）所产生的所有这些网络成分，包括几个技术改进的循环和段的贡献的推导。我们发现弦环发射的引力波对相关参数空间的引力波谱有主要贡献。得到的光谱与NANOGrav和Parkes脉冲星计时合作观测到的弦张力为Gμ~ 10^-11. 7，并为地面和空间探测器提供了充足的发现空间。对于GUT尺度的弦张力，Gμ~ 10^-8. - 7，亚稳弦预测了LIGO-Virgo-KAGRA带中的SGWB，可能在不久的将来被发现。
2021-08-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Distortions from Damping of Acoustic Waves Produced by Cosmic Strings
研究了宇宙弦对光子重子流体中声波的扩散阻尼，计算了宇宙微波背景的$μ$型和$y$型谱畸变.对于在当前范围内具有张力的宇宙弦，它们对光谱畸变的贡献比原始密度扰动的畸变要小。
2013-08-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
B-mode polarization induced by gravitational waves from kinks on infinite cosmic strings
我们研究了无限宇宙弦上由扭结产生的随机引力波背景对宇宙微波背景各向异性B模功率谱的影响。我们发现，由于扭结的B-模式的偏振是可比的弦网络的运动引起的，因此，从扭结的GW的贡献是很重要的估计B-模式的功率谱起源于宇宙弦。如果宇宙弦的张力μ足够大，Gμ>~ 10^{-8}时，宇宙弦诱导的B模偏振可以在未来的CMB实验中探测到。
2010-10-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on Superconducting Cosmic Strings from Early Reionization
来自超导宇宙弦环的电磁辐射可以在宇宙的极早期使宇宙中的中性氢还原，并影响大角度尺度下的宇宙微波背景（CMB）温度和极化关联函数。我们约束弦的张力和电流使用WMAP7数据，并与早期的约束，采用CMB频谱失真。在弦的张力范围很广的情况下，弦上的电流必须小于10^7 GeV。
2012-04-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Cosmic string parameter constraints and model analysis using small scale Cosmic Microwave Background data
我们提出了一个显着的更新的约束阿贝尔希格斯宇宙弦张力的宇宙微波背景（CMB）的数据，使使用新的高分辨率CMB数据从亚轨道实验以及最新的结果的WMAP卫星，并改进预测阿贝尔希格斯宇宙弦的CMB功率谱的影响。新的宇宙弦谱（在以前的工作中提出），特别是小角尺度的改进，通过使用更大的阿贝尔希格斯弦模拟和仔细的外推。如果存在阿贝尔希格斯弦，那么我们发现它们对CMB各向异性的贡献的界限得到了改善：f10< 0.095，Gμ< 0.57 x 10^-6，这两个界限都是在95%置信水平下使用WMAP 7数据得到的;而f10 < 0.048，Gμ< 0.42 x 10^-6，这是使用所有CMB数据得到的。我们还发现，使用所有的CMB数据，标度不变的初始扰动谱，ns=1，现在不利的2.4σ，即使弦存在。贝叶斯模型选择分析不再表明对字符串的偏好。
2011-12-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic Strings
这篇为Scolarpedia撰写的文章，简要介绍了宇宙弦的主题，并回顾了它们的主要性质，宇宙学演化和观测特征。
2015-06-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Femto-lensing due to a Cosmic String
我们考虑宇宙弦的飞秒透镜效应。如果在伽马射线暴的视线附近存在一个亏损角为$Δ\sim 100$ [飞弧秒] $\sim10^{-18}$ [拉德]的宇宙弦，我们就可以在伽马射线暴的能谱中观察到由引力透镜引起的特征干涉图样。这种“飞秒透镜”事件最初被提出作为探测小质量原始黑洞的工具。在本文中，我们提出了使用飞秒透镜探测宇宙弦具有非常小的张力。讨论了可观测性条件和事件率。质点和宇宙弦的情况之间的差异。
2012-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effects of anisotropic dynamics on cosmic strings
在各向异性背景下考虑宇宙弦的动力学。特别是，无限长的直宇宙弦和宇宙弦环的行为是确定的。计算了直线宇宙弦的小扰动。这些结果的相关性进行了讨论相对于可能的观测印记的各向异性相的行为的宇宙弦网络。
2012-04-24 astro-ph.CO hep-th
Light from Cosmic Strings
宇宙弦的时间依赖度规导致了弦和光子之间的有效相互作用--“引力阿哈罗诺夫-玻姆”效应--并导致宇宙弦发光。我们评估了宇宙弦中光子对的辐射，发现尖点、扭结和扭结-扭结碰撞的辐射在弦尺度的所有频率下都具有平坦的光谱。此外，尖点发射光子束，扭结沿曲线发射，并且扭结-扭结碰撞时的发射是在所有方向上。宇宙弦的光发射可以提供一个重要的新的宇宙弦观测信号，这是目前实验所能达到的一系列弦张力。
2010-12-09 astro-ph.CO hep-th
