Numerical analysis of melting domain walls and their gravitational waves
本文通过格点模拟首次数值研究熔化畴壁的演化及其引力波谱,发现其标度行为高效且谱指数约为1.6,与脉冲星计时阵列观测相符,可解释观测到的引力波信号。
2025-02-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
QCD Axion Domain Walls from Super-Cooling First Order Phase Transition
本文探究了NANOGrav信号可能源自的过冷一阶相变如何改变QCD轴子演化,发现其可诱导轴子经历短暂的迷你动力学错配并促使QCD轴子畴壁形成,为轴子存在与引力波信号解释提供新启示。
2025-06-24 astro-ph.CO hep-ph
Impact of chirality imbalance and nonlocal interactions on the QCD biased axionic domainwall interpretation of NANOGrav 15 year data
School of Mathematics and Physics, North China Electric Power University(华北电力大学数理学院)
研究QCD偏置和宇称不平衡对NANOGrav 15年数据中引力波信号的影响,发现非本地NJL模型下特定θ和μ_5条件下可解释观测结果。
2026-03-08 hep-ph
Catastrogenesis with unstable ALPs as the origin of the NANOGrav 15 yr gravitational wave signal
本文提出NANOGrav 15年引力波信号可能源于暴胀后ALP模型中畴壁网络湮灭的灾变生成机制,并确定了与信号相容且尚未被现有实验排除的ALP质量与耦合参数区域。
2023-11-28 hep-ph
Gravitational wave signature of generic disappearance of $Z_2$-symmetry breaking domain walls
本文研究左右对称理论和双希格斯二重态模型中Z2畴壁的两步形成与QCD瞬子诱导的偶然消失机制,并预测其引力波峰值频率在10^-7--10^-6 Hz,可用脉冲星计时阵列实验检验。
2024-01-14 astro-ph.CO hep-ph
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
Chiral transition and meson melting within improved holographic soft wall models
本文将改进全息软墙模型推广到有限温度,研究两味全息QCD中的手征相变和介子熔解,发现手征相变在物理夸克质量下为crossover,介子在90至110 MeV熔解,并预言了味流扩散常数。
2025-03-11 hep-lat hep-ph hep-th
Chiral transition and meson melting with finite chemical potential in an improved soft-wall AdS/QCD Model
我们进一步研究了改进的软壁AdS/QCD模型。研究了有限化学势情况下的手征跃迁行为,得到了零夸克质量时的手征相图。计算了矢量介子和轴矢量介子的热谱函数,研究了介子在介质中的熔化性质。我们发现,除了在大化学势区域外,改进的软壁AdS/QCD模型可以定性地描述有限化学势下的手征跃迁行为和介子熔化性质.这些不充分的描述的原因可能是在模型中采用的背景几何不是一个能够产生QCD状态方程的动力学几何。为了定量描述这些低能现象,我们将考虑一个更一致的AdS/QCD模型,它将背景场和手征场放在同一个基础上。
2019-10-05 hep-ph
Dark QCD Origin of the NANOGrav Signal and Self-Interacting Dark Matter
University of Oxford(牛津大学)
基于SU(3)_D规范理论的框架,通过自相互作用暗物质解释NANOGrav引力波信号及小尺度结构异常,模型通过熵稀释将引力波振幅与暗物质 relic 密度联系起来。
2026-04-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave Signatures from Domain Wall and Strong First-Order Phase Transitions in a Two Complex Scalar extension of the Standard Model
我们考虑了标准模型的一个简单的扩展,通过添加两个复杂的单重标量与$\rm{U}\left(1\right)$对称性。在模型中引入了离散的$\mathcal{Z}_2 \times \mathcal{Z}^{\prime}_2$对称性,当对称性自发破缺时,标量的加入使真空期望值(VEV)不为零。复标量的实部(CP偶)与SM希格斯粒子混合,给出三个物理质量本征态。这些物理质量本征态之一是归因于SM类希格斯玻色子玻色子,质量为125.09 GeV。在目前的情况下,畴壁是在早期宇宙中由于离散的$\mathcal{Z}_2 \times \mathcal{Z}^{\prime}_2$对称性的破坏而形成的。为了确保畴壁的不稳定性,这种离散对称性也被明确打破,通过添加一个偏置电位的拉格朗日。不稳定的湮灭畴壁产生了大量的引力波。此外,我们还探讨了强一级相变产生GW辐射的可能性。我们计算的强度和频率的每一个这样的引力波起源于两种不同的现象,即湮灭畴壁和强一阶相变的早期宇宙。最后,我们研究了未来GW探测器(如ALIA,BBO,DECIGO,LISA,TianQin,Taiji,aLIGO,aLIGO+)和脉冲星定时阵列(如SKA,IPTA,EPTA,PPTA,NANOGrav11和NANOGrav12.5)的观测特征。
2020-10-14 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
Induced Domain Walls of QCD Axion, and Gravitational Waves
提出重轴子与QCD轴子混合产生感应畴壁的新机制,解释暗物质并可能对应NANOGrav观测的引力波背景。
2024-10-11 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Waves from Domain Wall Collapse, and Application to Nanohertz Signals with QCD-coupled Axions
该研究首次纳入晶格模拟偏置分析畴壁坍缩末期的引力波,解释了纳赫兹随机引力波信号或源于QCD耦合轴子畴壁,并探讨了轴子探测与原初黑洞相关前景。
2023-10-04 astro-ph.CO hep-ph
Nano-Hertz gravitational waves from collapsing domain walls associated with freeze-in dark matter in light of pulsar timing array observations
本文提出标量场与费米子间的微弱Yukawa耦合诱导$Z_2$破坏势使畴壁不稳定并产生暗物质,结合脉冲星计时阵列数据与暗物质密度约束了模型参数。
2023-11-22 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Waves from Domain Walls in Pulsar Timing Array Datasets
我们提出了一个独立于模型的搜索宇宙畴壁(DW)的引力波背景在NANOGrav 12.5年的数据集和国际PTA数据发布2。DWs,在温度$\sim 20-50~\text{MeV}$与张力$\sim (40-100~\text{TeV})^3$湮灭提供了良好的适合这两个数据集的天体物理背景,从超大质量黑洞合并。DW可以衰减为标准模型(SM)或暗扇区。在后一种情况下,我们预测丰富的$ΔN_{\text{eff}}$暗辐射以及即将到来的CMB调查范围内。如果存在与SM的耦合,则在对撞机和实验室中会出现互补的签名。作为一个例子,我们讨论了重轴子的情况下,DW湮灭可能会引起有趣的QCD约束。
2023-01-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Melting Spectral Functions of the Scalar and Vector Mesons in a Holographic QCD Model
利用软壁AdS/QCD模型研究了重夸克偶素的有限温度谱函数。我们讨论了标量介子、赝标量介子、矢量介子和轴矢量介子,比较了它们的熔化温度和生长宽度的定性特征。我们发现,轴矢量介子比矢量介子熔化早,而标量介子和赝标量介子之间的差别很小,它们也比矢量介子熔化早。
2009-11-12 hep-ph
QCD-Collapsed Domain Walls: QCD Phase Transition and Gravitational Wave Spectroscopy
本文研究了QCD反常离散对称性破缺产生的畴壁湮灭与引力波,指出NANOGrav等实验结果暗示存在一阶QCD相变,并预测了跨越十个数量级的引力波谱。
2025-05-29 astro-ph.CO hep-ph
Thermal Transitions in Domain Wall AdS/QCD
我们研究了畴壁AdS/QCD模型中的热跃迁。该模型是基于D5/探针D 7系统与不连续的质量分布,限制手征费米子3+1维畴壁。畴壁的涨落与夸克质量和凝聚体是对偶的,揭示了畴壁分离与夸克质量的关系。大质量夸克表现出二级热介子熔化跃迁。Witten的多迹公式可以用来解释这些组态,因为它们具有来自Nambu-Jona-Lasinio相互作用的动力学质量-这里的跃迁是一阶的。通过紧致D5的一个方向,可以将约束引入到规范扇区中。紧化导致手征对称性破缺,并存在一级热恢复转变。如果还引入NJL相互作用,则可以分离禁闭和手征对称性破缺尺度。
2022-11-16 hep-ph hep-th
Probing the high temperature symmetry breaking with gravitational waves from domain walls
本文提出通过畴壁湮灭产生的引力波探测高温 $\mathbb{Z}_2$ 对称性破缺,发现若畴壁在约 $10^9$ GeV 能标形成,其引力波有望被 BBO、CE 和 ET 等探测器观测到,并探讨了与 NANOGrav 信号的关联。
2023-07-11 astro-ph.CO hep-ph
Interplay between the muon $g-2$ anomaly and the PTA nHZ gravitational waves from domain walls in next-to minimal supersymmetric standard model
本研究在次最小超对称标准模型框架下,通过显式$Z_3$破缺项使畴壁坍缩产生引力波,数值计算表明其可解释NANOGrav的纳赫兹引力波信号,且部分参数点能在$1σ$范围内同时解释μ子$g-2$反常。
2024-04-17 hep-ph
Probing inflationary moduli space with gravitational waves
本文研究了弦论 Gauss-Bonnet 耦合修正下原初暴胀产生的引力波谱,发现模场的 wall-crossing 行为可导致该耦合项短暂主导慢滚并产生特征峰,该信号有望被 NANOGrav、LISA 等实验探测。
2023-11-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Domain wall constraints on the doublet left-right symmetric model from pulsar timing array data
本研究假设脉冲星计时阵列观测到的引力波背景源于左右对称模型中宇称破缺产生的畴壁,通过贝叶斯分析约束出宇称破缺尺度约10^5 GeV,并发现纯畴壁模型略优。
2024-07-19 hep-ph
Non-Scaling Topological Defects and Gravitational Waves in Higgs Portal
Tokyo Metropolitan University(东京都立大学)
Higgs门模型通过非缩放拓扑缺陷预测局部过密度,可能产生微型簇和原始黑洞及引力波,为探索暗物质场景提供新机会。
2024-12-27 astro-ph.CO hep-ex hep-lat
One-loop results for kink and domain wall profiles at zero and finite temperature
利用维数正则化,我们计算了对玻色子1+1维φ ^4扭结、正弦-戈登扭结和CP ^1扭结以及更高维的φ ^4扭结畴壁轮廓的单圈量子和热修正。从海森堡场方程的存在下的非平凡的扭结背景下,我们推导出分析结果的温度依赖的平均场,显示的发病的扭结的熔融系统被加热到一个对称性恢复相变。结果表明,简化显着时,表示在一个自洽定义的热屏蔽质量。在畴壁的情况下,我们发现红外奇异的扭结配置文件,这对应于界面粗糙化取决于系统的大小。最后,我们计算了φ ^4扭结畴壁的能量密度分布,发现与总表面张力相反,局域分布需要3+1维的复合算符重整化。
2009-07-03 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Fixing IR tail of gravitational waves from domain walls
Institute for Nuclear Research of Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院核物理研究所);Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University(莫斯科国立大学物理系);Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院)
研究早期宇宙物质不均匀性产生引力波时红外光谱摆动问题,借助CosmoLattice代码模拟畴壁网络,提出消除寄生摆动的数值程序,可恢复真实光谱,该程序通用且能应用于其他假设源模拟。
2026-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from holographic first-order QCD phase transition with magnetic field
School of Physics and Telecommunications Engineering, Zhoukou Normal University(周口师范学院物理与电信工程学院);University Clinic, Zhoukou Normal University(周口师范学院大学医院)
本文研究了外部磁场下 holographic 第一阶 QCD 转相过程产生的引力波谱,发现磁场增强会降低谱峰频率,引力波信号可能被 IPTA、SKA、BBO 和 NANOGrav 等观测到。
2026-07-22 hep-ph
Constraining Postinflationary Axions with Pulsar Timing Arrays
本研究利用脉冲星计时阵列的最新NANOGrav数据,通过轴子弦产生的随机引力波背景约束暴胀后类轴子粒子的参数,给出了轻、重两类ALP对应的参数空间限制结果。
2023-12-20 astro-ph.CO hep-ph
Towards distinguishing Dirac from Majorana neutrino mass with gravitational waves
提出通过伴随中微子质量产生的引力波谱形状差异区分狄拉克与马约拉纳中微子质量,基于通用seesaw机制与不同对称性破缺产生特征引力波,为无中微子双贝塔衰变实验提供互补方案。
2024-01-24 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Testing clockwork axion with gravitational waves
本文研究了与发条轴子相关联的Peccei-Quinn(PQ)相变产生的引力波。在标量势中加入6维算符后,PQ相变可以是一阶相变。在$10^3-10^6$ GeV的范围内,BBO和ALIA干涉仪可以检测到PQ相变的GW。LISA和Taiji干涉仪可以探测到PQ尺度$f\lesssim 10^4$ GeV的GW信号,而地面GW观测站ET和CE可以探测到$f\gtrsim 10^5$ GeV的GW信号。我们发现,参数空间$κ_m\sim 0.06-0.001$,$κ_l\sim 0.04-0.001$,和$\varepsilon\sim 0.1-0.01$在规模$f=10^5$ GeV和大多数的参数区域在规模$f=10^6$ GeV已被排除的LIGO O2运行。LIGO O3和设计阶段可以进一步探测剩余的参数空间。我们表明,从与PQ尺度$f\simeq 2\times 10^5$ GeV的畴壁湮灭的GWs可以诱导的随机信号所指示的NANOGrav的12.5年的观测。LIGO O3运行有机会从这个尺度的一阶PQ相变中检测到GW信号。
2020-12-28 gr-qc hep-ph
Origin of the Stochastic Gravitational Wave Background: First-Order Phase Transition vs. Black Hole Mergers
本文通过频率论假设检验比较PTA随机引力波背景的黑洞并合与一阶相变起源,发现数据以2–3σ轻微偏好由气泡碰撞主导的GeV尺度强相变。
2024-01-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining particle physics models with gravitational waves from the early universe
Indian Institute of Technology Indore(印度印度技术学院印多尔分校)
本论文研究利用早期宇宙引力波约束粒子物理模型,通过分析相变和拓扑缺陷产生的引力波谱,探讨其对模型参数空间的限制作用。
2025-12-23 hep-ph