Collapsing domain walls with $\mathbb{Z}_2$-violating coupling to thermalized fermions and their impact on gravitational wave detections
本研究分析了违反$\u2124_2$的汤川耦合诱导的量子与热修正对标量场畴壁坍缩的影响，发现热效应会改变畴壁湮灭温度与引力波谱，为未来引力波探测提供潜在观测特征。
2025-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A review of gravitational waves from cosmic domain walls
在这篇文章中，我们讨论了宇宙学的情况下，不稳定的畴壁形成的早期宇宙和他们的后期湮灭产生了大量的引力波。在描述了长寿命畴壁的宇宙学约束后，我们估计了今天观测到的引力波的典型振幅和频率。我们还审查了粒子物理学的标准模型，预测不稳定的畴壁的形成，可以通过观察遗迹引力波探测可能的扩展。结果表明，最近的脉冲发生器定时阵列和直接检测实验的结果部分排除了相关的参数空间，和一个更广泛的参数空间可以覆盖下一代的引力波天文台。
2017-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from bubble walls
本文提出了一种计算宇宙学相变中气泡壁或薄流体壳层运动引起的引力辐射的一般方法。我们讨论了这种方法的应用，以不同的壁运动学。特别是，我们推导出一般表达式的气泡碰撞机制的包络近似和所谓的体流模型，我们也考虑变形的球形气泡形状。我们计算了一个特定模型的引力波谱在一定的尺寸尺度上的变形，这给出了一个峰值远离的气泡碰撞机制。
2021-08-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Noncanonical Domain Wall as a Unified Model of Dark Energy and Dark Matter: I. Cosmic Dynamics
我们提出非正则畴壁作为一个新的暗能量模型的启发大统一理论（GUTs）。我们研究了宇宙动力学，发现畴壁在不同的时间充当暗能量或暗物质，这取决于观察者的共动坐标系中的速度v。我们找到一个单一的稳定的解决方案的动态，即，只有冻结（V = 0）非正则畴壁可以进入幻象区而不必经历虚场不稳定性。这意味着溶液具有状态方程（EoS）w_dw < -1，而不必具有负动能。这些畴壁引起了从z = 0.8开始的晚期宇宙加速，导致今天的w_dw = -1.5和w_eff = -1.03。我们了解到，EoS的非正则域壁是独立的潜在的形式。我们还研究了扰动动力学模型。我们的模拟结果表明，与LCDM模型相比，非正则畴壁模型中的暗物质功率谱的幅度较低，而CMB功率谱则略微向低l多极移动.该模型给出了一个较小的sigma 8相比，LCDM。
2022-11-14 astro-ph.CO
Vacuum bubble collisions: from microphysics to gravitational waves
本文综合研究了空泡壁厚和速度对两个真空空泡碰撞的引力波发射光谱的影响。我们数值模拟了一个大的动力学范围，利用对称性来降低维数。引力波谱的高频斜率取决于气泡壁的厚度，厚壁气泡变得更陡，与最近完全3+1维晶格模拟的多气泡碰撞。这种依赖性是存在的，即使是高度相对论性的气泡壁碰撞。我们使用降维作为一个机会，调查动力学现象，这可能是所观察到的引力波光谱的差异。这些现象包括“捕获”，这发生在薄壁气泡，和气泡壁后的振荡，这发生在厚壁气泡。
2021-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospect of probing dark energy using stochastic gravitational waves
我们研究了使用LISA和Advanced LIGO等引力波实验探测暗能量行为的可能性。使用两种流行的暗能量状态方程参数化，我们表明，利用LISA和Advanced LIGO目前对随机引力波的探测灵敏度，可以探测到目前宇宙学观测所允许的大部分暗能量状态方程参数空间。
2015-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Domain Walls and Gravitational Waves after Thermal Inflation
热膨胀是宇宙学模量问题的一个有吸引力的解决方案。然而，在热膨胀之后可能会形成畴壁，并且需要一些机制来消除畴壁。指出脉冲星计时实验和未来的星载引力波探测器都有可能观测到畴壁动力学产生的引力波，从而为探讨热膨胀周期提供了一个新的途径。我们还证明了QCD瞬子效应可以有效地消除畴壁，并产生可观测数量的引力波。
2011-05-31 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational shine of dark domain walls
宇宙域壁是无害的，只要它们的张力随着宇宙的膨胀而减小。如果通过与热的原始等离子体的相互作用，动态地诱导出自发对称性破缺的尺度，这种设置是可以实现的。在这种情况下，畴壁张力可以在早期宇宙中达到很大的值，而不会与观测发生任何冲突。由于大的初始张力，这些拓扑缺陷可以作为一个强大的引力波源。我们初步估计的引力波频谱，并认为它是不同于其他来源，特别是由畴壁的恒定张力产生的频谱。如果构成畴壁的场与热的原始等离子体的耦合非常微弱，并且具有微小的自相互作用，那么由此产生的引力波信号就在爱因斯坦望远镜、DECIGO、天琴、LISA、IPTA或SKA所能达到的范围内。特别是，我们可以把这个领域看作是暗物质的作用。我们讨论了各种暗物质的产生机制和与之相关的发射引力波的性质。我们发现，传统的冻结和冻结机制导致大的，也许是不可观测的频率的引力波。然而，暗物质的产生也可能在导致畴壁形成的二级相变或在畴壁最终溶解的逆相变。在这两种情况下，发射的引力波的频率基本上没有下限。
2022-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Domain walls and gravitational waves in the Standard Model
我们研究畴壁，可以创建在标准模型的假设下，它是有效的非常高的能量尺度。我们专注于畴壁之间的物理电弱真空和全球最低出现在非常高的场强插值。最终在电弱真空中产生的网络在宇宙中传播并不像人们想象的那么困难，尽管它需要对初始条件进行某些调整。我们的数值模拟证实，这样的畴壁会迅速衰减，因此不能主宰宇宙。我们讨论了在这种情况下产生的引力波检测的可能性。我们已经发现，对于标准宇宙学，这些引力波的能量密度太小，无法用现有的和计划中的探测器观测到。
2016-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational waves from domain walls in the next-to-minimal supersymmetric standard model
下一个最小的超对称标准模型预测畴壁的形成，由于自发破缺的离散$Z_3$ -对称性在电弱相变，和他们崩溃之前的大爆炸核合成的时代，如果存在一个小的偏置项的潜力，明确打破了离散对称性。从这些不稳定的畴壁产生的引力波的签名估计和它们的参数依赖性进行了研究。结果表明，引力波的振幅变得普遍大的去耦限制，和他们的频率是足够低的脉冲星定时观测探测。
2015-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave with Domain Wall Dominance
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；CERN（欧洲核子研究组织）；University of Tokyo（东京大学）
本研究探讨早期宇宙畴壁主导（DWD）相的存在性，证明该相可在随机引力波背景留下独特特征，为区分长寿命畴壁诱导的引力波与其他宇宙学源提供框架，对未来引力波观测有重要意义。
2026-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the estimation of gravitational wave spectrum from cosmic domain walls
我们重新审视生产的引力波从不稳定的畴壁分析其频谱的场论晶格模拟网格大小$1024^3$，这是大于以前的研究。我们认识到，在以前的研究中使用的代码中存在一个错误，和错误的校正导致的引力波的频谱在高频率的抑制。谱峰位于畴壁衰变时哈勃半径的尺度上，其振幅与基于四极公式的朴素估计一致。利用数值计算结果，估计了现今引力波的震级和峰值频率。结果表明，在某些参数的选择下，引力波信号是足够强的，可以在今后的引力波实验中探测到。
2014-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from defect-driven phase transitions: domain walls
讨论了畴壁网络引发的一级相变产生的引力波。这种设置对于许多两步相变是重要的，例如在标准模型的单态扩展中所见。当畴壁网络的相关长度大于典型的气泡尺寸时，这种设置导致引力波信号与没有畴壁的均匀相变相比偏移到较低频率并且具有增强的振幅。我们讨论了我们的结果，根据最近的PTA提示引力波。
2023-02-14 astro-ph.CO hep-ph
Note on a solution to domain wall problem with the Lazarides-Shafi mechanism in axion dark matter models
轴子是暗物质的一个有希望的候选者。在Peccei-Quinn对称性破缺之后，当宇宙的温度变得与QCD尺度相当时，轴子弦形成并被畴壁附着。这些天体如果寿命很长，可能会造成宇宙学灾难。作为它的一种解决方案，Lazarides-Shafi机制经常通过引入一种新的非阿贝尔（规范）对称性来讨论。我们详细研究了这种机制，并显示字符串和墙壁的配置。即使在早期宇宙中形成了畴壁数大于1的阿贝尔轴子弦，即使没有畴壁，由于Alice弦之间的排斥力，它们中的每一个也会分裂成多个Alice轴子弦。当宇宙冷却下来形成畴壁时，单个爱丽丝弦可以被单个壁连接，因为真空通过非阿贝尔旋转连接，而不改变能量。即使由于在手性相变中的Kibble Zurek机制而产生了由畴壁连接的阿贝尔轴子弦，在畴壁张力的存在下，这样的弦也类似地分裂成由壁连接的多个Alice弦。这样的壁不会形成稳定的网络，因为它们会因壁的张力而坍塌，发射出轴子。
2019-03-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Domain Wall Network: A Dual Solution for Gravitational Waves and Hubble Tension?
本文提出畴壁网络可同时解释脉冲星计时阵列观测到的随机引力波背景和哈勃张力，并给出参数范围及解析关系，或对相关参数施加严格限制。
2024-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Study of gravitational radiation from cosmic domain walls
本文在前人研究的基础上，对早期宇宙中某些离散对称性自发破缺时产生的畴壁产生的引力波背景谱进行了估算。我们采用两种不同的方法来计算引力波谱：一种是直接从数值模拟中计算出引力波谱，另一种是通过估计标量场的不等时各向异性应力功率谱来间接计算引力波谱。这两种分析都表明，谱的斜率在两个特征频率处发生变化，这两个特征频率对应于畴壁衰减时的哈勃半径和畴壁宽度，并且这两个特征频率之间的谱变得平坦或略微红倾。第二种方法使我们能够评估GW频谱半解析的频率，不能解决在有限盒格模拟，但依赖于假设的不平等的时间相关性的源。
2011-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from domain walls and their implications
我们评估了畴壁湮灭对目前正在进行和计划中的引力波实验的影响，包括畴壁由于与周围等离子体的相互作用而受到摩擦力的情况。我们显示的物理参数，即，壁张力和湮没温度方面的灵敏度达到。我们发现，一个希格斯门户标量，稳定在高能量尺度的希格斯势，可以形成畴壁，其湮灭产生大量的引力波的范围内的先进的LIGO实验（O5）。如果标量耦合到SU（2）$_L$规范场或$(B-L)$电流，畴壁湮灭也能产生重子不对称性。这是自发重子生成的一种变体，但由于畴壁演化的标度行为，它自然地避免了等曲率约束。我们描绘了畴壁重子生成成功工作的参数空间，并讨论了它对引力波实验的意义。
2016-12-26 astro-ph.CO hep-ph
QCD axion dark matter from long-lived domain walls during matter domination
Peccei-Quinn机制的畴壁问题可以解决，如果Peccei-Quinn对称性被明确地破缺了一个小的量。畴壁衰变成轴子，这可能解释宇宙的暗物质。然而，这个计划是强烈的限制，过度生产的轴子，除非明确的破缺项的相位进行调整。我们调查的情况下，宇宙是物质占主导地位的周围的温度的兆电子伏规模和畴壁衰变在这个物质占主导地位的时代。我们展示了如何可行的参数空间扩展。
2018-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Domain wall networks from first-order phase transitions and gravitational waves
在一级相变中，碰撞气泡是一个重要的引力波源。在磁泡碰撞之后，当在电弱或更高尺度下与新物理学相关的离散对称性被破坏而产生简并真空时，可以形成畴壁。利用晶格模拟研究了畴壁的动力学演化，发现畴壁网络是在PT完成前后形成的，畴壁网络的寿命很大程度上取决于真真空的简并性是否被打破.我们的数值计算结果表明，畴壁网络继续产生GW的PTs后，导致显着改变的频谱形状和提高幅度约一个订单。产生的GW功率谱在$kR_* \simeq π$处达到峰值，在峰值波数以上，它具有接近$k^{-1.2}$的衰减幂律，随后是UV截止在$kR_* \sim \mathcal{O}(10^2)$处的缓慢降低的平台
2022-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bubble wall velocity and gravitational wave in the minimal left-right symmetric model
本文在最小左右对称模型框架下，通过匹配分布函数确定了一阶相变中的气泡壁速度范围，并发现其与相间压力差存在幂律关系，且接近声速时可产生比逃逸情况更大的引力波峰值振幅。
2024-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave Gastronomy
早期宇宙中大统一规范群的对称性破缺通常会留下一些拓扑缺陷，如宇宙弦、畴壁或单极子。对于某些对称性破缺链，在宇宙弦连接到畴壁或单极连接到弦的地方可以形成混合缺陷。一般来说，这种混合缺陷是不稳定的，一个缺陷通过将其静止质量转换为另一个的动能而“吃掉”另一个缺陷，随后通过引力波衰减。在这项工作中，我们确定的引力波谱从1）破坏的宇宙弦网络的单极核分裂和“吃”的字符串，2）崩溃和衰变的一个小字符串网络的字符串“吃”的单极，3）破坏的畴壁网络的成核的字符串约束的孔的墙壁上，扩大和“吃”的墙壁，以及4）由“吃掉”弦的壁所形成的弦约束的壁网络的坍塌和衰变。我们把一个拓扑缺陷被另一个引力波“吃掉”而产生的引力波信号称为美食。我们发现，四个引力波美食信号考虑产生独特的频谱，可以用来缩小SO（10）对称性破缺链的标准模型和对称性破缺的规模与消耗的拓扑缺陷。此外，我们考虑的系统是不可能有一个剩余的电畴或畴壁问题。
2021-11-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Modular domain walls and gravitational waves
本文研究模对称性驱动的味对称模型中由简并真空形成的模域壁及其坍缩产生的引力波，并评估其作为探测模味对称性窗口的实验可观测性。
2025-06-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stability of domain walls with inflationary fluctuations under potential bias, and gravitational wave signatures
本文研究具有暴胀涨落的畴壁在势偏置下的坍缩动力学，推导出依赖面积参数的新寿命公式，并计算其引力波谱，进而确定轴子畴壁解释宇宙双折射所需的真空简并度。
2025-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reflections on Bubble Walls
我们讨论了在大量暗光子的质量变化，因为它们穿过墙壁的存在下，膨胀的气泡壁的动力学。对于足够薄的墙壁，我们表明，存在一个瞬态的运动制度，其特征在于由一个恒定的反射概率的纵向-但不是横向-模式。这种效应可能对早期宇宙中膨胀真空泡的动力学有重要影响。最值得注意的是，它导致了一个新的压力源上的膨胀界面，具有非单调依赖于$γ$ -因素的气泡壁，并达到峰值在中间$γ$ -因素，我们称之为最大动态压力。当这个压力大到足以阻止气泡壁的加速时，真空能量密度的差异会使一小部分暗光子相对论性，使它们变成暗辐射。如果暗辐射保持相对论性直到晚期，则对于强度为$α\sim 10^{-2} - 10^{-1}$的相变，对$ΔN_\text{eff}$的可观测贡献是可能的。
2022-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Revisiting evolution of domain walls and their gravitational radiation with CosmoLattice
本研究利用CosmoLattice代码模拟辐射主导宇宙中Z2对称标量场模型的畴壁网络，发现闭合壁对网络演化影响甚微，并开发技术分离数值伪影获得引力波谱，其峰值位于哈勃尺度，且结果对初始条件敏感。
2024-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Biased domain walls: faster annihilation, weaker gravitational waves
本研究针对实标量χ模型中带势偏置的Z₂对称破缺畴壁网络，通过模拟发现其湮灭时间标度关系为t_ann∝1/V_bias^(2/3)，湮灭更早、引力波能量密度更低，谱形近紫外功率更高、远紫外呈平台，且χ高次幂对演化无显著影响。
2025-09-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Large anisotropies of the stochastic gravitational wave background from cosmic domain walls
研究了暴胀过程中光标量场$ϕ$的量子涨落在宇宙畴壁中产生的随机引力波背景。$ϕ$的扰动在离开哈勃视界后几乎保持不变。这两个区域的概率依赖于每个大尺度区域的$ϕ$的平均值，导致DW能量密度的大尺度扰动和SGWB中的大的各向异性。我们发现，角功率谱是尺度不变的，至少是$10^{-2}$的顺序，这是预计将被检测到未来的引力波（GW）探测器。由于我们还没有探测到原始引力波，因此SGWB的各向异性可以帮助我们验证暴胀的合理性并确定暴胀的能量尺度。
2020-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Void and Density Walls Inhomogeneous Cosmic Web And Dark Energy
本研究利用宇宙网中空洞与密度墙的差异膨胀产生的反作用效应，在不修改基础物理的前提下解释暗能量演化，并调和局部与CMB观测的哈勃常数差异。
2025-03-26 astro-ph.CO gr-qc
Chiral Gravitational Waves and Baryon Superfluid Dark Matter
利用手征规范理论的引力反常，我们发展了一个包含强相互作用暗夸克的暗生和重子生的统一模型。在这些模型中，可见重子和暗重子的不对称性都是由手征原初引力波引起的引力异常产生的。我们给出了一个含有两个无质量夸克的SU（2）规范理论的具体模型。在这个模型中，暗夸克凝聚并形成一个暗重子荷超流体（DBS），其中希格斯模充当冷暗物质。我们阐明了这种暗物质的基本特征，并讨论了其唯象前景。
2018-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from Higgs domain walls
标准模型希格斯场的有效势允许两个准简并真空;一个是我们在电弱尺度下的真空，而另一个是在更高尺度下的真空。如果新物理学提升了势能，后者的最小值可能比普朗克尺度小得多。这就产生了在膨胀后形成畴壁的可能性。如果高尺度极小值是局部极小值，则畴壁是不稳定的，并通过剧烈的湮灭过程消失，产生大量的引力波。我们估计的数量引力波产生的不稳定域壁的希格斯势和讨论可探测性与未来的实验。
2015-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Transient Bias for CP Domain Wall Decay and Dark Matter
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（李政道研究所，上海交通大学）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（物理与天文学院，上海交通大学）
提出一种动力学机制，通过新标量场在早期宇宙中诱导瞬态偏置，使CP畴壁衰变，同时其相干振荡作为暗物质候选，解决了自发CP破缺后的畴壁问题。
2026-06-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Near-Peak Spectrum of Gravitational Waves from Collapsing Domain Walls
本文通过晶格模拟研究了宇宙学畴壁网络在衰变坍缩阶段的引力波特征，发现坍缩过程使引力波谱幅度增加约100倍且高频谱指数软化，为区分不同畴壁场景提供了关键信息。
2025-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from axion-like particle cosmic string-wall networks
类轴子粒子（ALP）是暗物质（DM）的一个引人注目的候选者，其产生与弦壁网络的形成有关。如果由弦包围的墙持续存在，这就要求势能具有多个局部极小值（$N>1$），它们必须在成为主导之前湮灭。它们主要湮灭为引力波和非相对论性ALP。我们表明，对于ALPs以外的QCD轴子，这些引力波，如果在低于100 eV的温度下产生，可以检测到未来的宇宙学探测ALPs的质量从$10^{-16}$到$10^{6}$ eV，可以构成整个DM。
2021-09-20 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Waves in Cold Dark Matter
我们研究了冷暗物质对天体物理和原始起源的引力波传播的影响。我们发现冷暗物质对天体物理源产生的引力波的主要影响是对引力波传播速度的一个小的频率依赖性修正。然而，影响的幅度太小，在不久的将来无法检测到。我们还表明，原始引力波的频谱原则上包含详细的信息，暗物质的属性。然而，根据波长的不同，这种影响要么被抑制，因为暗物质是高度非相对论性的，要么因为它贡献了宇宙能量密度的一小部分。因此，冷暗物质对原始引力波的影响在实践中也显得太小而无法检测。
2018-01-01 astro-ph.CO gr-qc 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
Baryoid Dark Matter from $\mathbb{Z}_N$ Domain Walls: The $(N-1):1$ origin of the dark matter-baryon coincidence
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
通过Z_N域墙坍缩产生baryoid，解释暗物质与重子的巧合，提出(N-1):1的比值机制，计算域墙动力学及重子数捕获效率。
2026-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Dark sector domain walls could explain the observed planes of satellites
众所周知，在$Λ$ CDM范式下，很难解释银河系和其他邻近星系周围观测到的“卫星平面”。在这里，我们提出了一个替代的解决方案：畴壁理论中出现的破缺标量场耦合到物质。由于物质耦合，卫星星系在穿过畴壁时会受到第五种力的作用，导致卫星星系的轨道被限制在畴壁平面内。我们证明了这种效果，使用简单的模拟玩具模型，包括点状卫星和无限域墙，并探讨各种平面度指标在检测这种效果的功效。我们相信这是第一个潜在的“新物理学”的解释所观察到的飞机的卫星，不做了暗物质。
2022-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unified Origin of Axion and Monopole Dark Matter, and Solution to the Domain-wall Problem
我们提出了一种情况下，自发击穿的Peccei-Quinn对称性导致的电子生产。轴子和中微子都对暗物质有贡献，而对轴子质量的威滕效应是一个内在的特征。在KSVZ型轴子模型中，看似不同的真空实际上是由隐藏的规范对称性连接起来的，这使得轴子弦不稳定并分离成两个Alice弦。由于QCD瞬子效应，Alice弦被附着在一个单畴壁上，解决了畴壁问题。这与拉扎里德斯-沙菲机制的精神是一致的，尽管离散的佩切-奎因对称性并没有嵌入原始规范对称性的中心。在DFSZ型轴子模型中，Witten效应避免了畴壁问题。如果Peccei-Quinn对称性被少量破坏，磁单极子就会获得一个微小的电荷，并成为微带电的暗物质。有趣的是，佩切-奎因对称性的质量与暗物质的暗度密切相关。
2018-05-26 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational wave spectrum from expanding string loops on domain walls: Implication for nanohertz pulsar timing array signal
本文解析计算了畴壁通过弦环成核衰变时膨胀弦环产生的随机引力波谱，发现其高频段与频率成线性正比，并与纳赫兹脉冲星计时阵列信号及未来引力波探测器灵敏度进行了对比。
2024-12-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Interactions of Finite Thickness Global Topological Defects with Black Holes
众所周知，整体拓扑缺陷会导致测试粒子的排斥引力势。在有限厚度的全局拓扑缺陷上，具有宇宙学常数（Schwarzschild-de Sitter（S-dS）度规）的黑洞诱导的引力势是什么？'.这是本分析所要处理的主要问题。我们还讨论了当标量场嵌入非平凡引力背景时Derrick定理的有效性。在上述问题的背景下，我们考虑了三种整体缺陷配置：一个有限厚度的球形畴壁与中心的S-dS黑洞，一个整体弦环与中心的S-dS黑洞和一个整体弦环附近的S-dS黑洞。使用的分析模型和数值模拟的不断发展的球壁，我们表明，球壁经历了排斥引力势由于中央黑洞的质量。这种可能性被宇宙学常数的存在进一步放大。对于初始域壁半径大于一个临界值，排斥势占主导地位的壁张力和壁膨胀向宇宙视界的S-dS度规，它开发鬼不稳定性。对于较小的初始半径，张力占主导地位，并且壁向黑洞视界收缩，在那里它也发展出鬼不稳定性。我们还表明，使用相同的分析模型和充满活力的参数，一个全球性的引力吸引的黑洞，而一个宇宙学常数诱导排斥引力势的情况下，测试粒子。最后，我们表明，一个全球性的弦循环有限厚度的经验，由于引力排斥的宇宙学常数，它占主导地位的张力大于一个临界半径的半径导致扩大，而不是收缩循环。
2018-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hearing the signals of dark sectors with gravitational wave detectors
受aLIGO最近发现的引力波的启发，我们讨论了在地面和空间干涉仪上可以看到的新物理学的特征。我们表明，一阶相变在黑暗的部门将导致一个可检测的引力波信号在未来的实验中，如果相变发生在几个数量级的温度高于电弱标度。在这种情况下，引力波的来源与早期宇宙中膨胀和碰撞气泡的动力学有关。同时，我们指出，拓扑缺陷，如暗扇区畴壁，可能会产生一个可检测的信号已经在aLIGO。气泡和畴壁这两种情况都来源于一个黑暗的新物理部门的半经典配置。在第一种情况下，引力波信号起源于早期宇宙中热等离子体中的气泡壁碰撞和随后的湍流，而第二种情况对应于畴壁穿过目前的干涉仪，并且与引力波无关。我们发现，ALIGO在其目前的灵敏度可以检测到烟雾枪签名域壁相互作用，而未来提出的实验，包括第五阶段的ALIGO在设计灵敏度可以探测暗扇区相变。
2016-10-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Waves from first-order phase transition and domain wall
在许多粒子物理模型中，畴壁可以在离散对称性破缺后的相变过程中形成。我们研究的情况下，一个复杂的单重扩展标准模型框架内，强烈的一阶相变可以发生依赖于隐藏的标量质量和超重希格斯粒子和SM希格斯粒子之间的混合质量。引力波频谱具有典型的双峰型，强一阶相变的振幅和峰值可以被未来的空间干涉仪探测到，而位于畴壁衰减峰值附近的峰值则远远超出了现有PTA和未来SKA的探测能力。
2020-01-15 astro-ph.CO hep-ph
Production of dark matter axions from collapse of string-wall systems
我们分析了在文献中较少关注的畴壁坍缩辐射的轴子谱。通过场论晶格模拟研究了与轴子模型相关的拓扑缺陷的演化。我们模拟了缺陷演化的全过程，包括整体弦的形成、畴壁的形成以及畴壁张力导致缺陷的湮灭。辐射出的轴子谱在低频处有一个峰值，这表明畴壁坍塌产生的轴子不是高度相对论性的。我们重新审视了冷暗物质轴子的残余丰度，发现缺陷衰变的贡献可以与弦的贡献相媲美。这个结果导致了轴子衰变常数的更严格的上限。
2012-10-16 astro-ph.CO 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
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
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
Primordial Black Holes from Domain Wall Density Fluctuations: Bridging Gravitational Wave Observations Across Two Frequency Bands
提出畴壁网络泊松涨落产生等曲率扰动并延迟形成原初黑洞的新机制，建立畴区数与功率谱统计关系以约束模型对称性，并表明QCD尺度畴壁湮灭结合吸积可共同解释两个频段的引力波观测。
2025-08-06 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter production from relativistic bubble walls
在本文中，我们提出了一个新的机制，产生观测到的暗物质（DM）的遗迹丰度在早期宇宙的一级相变（FOPT）。我们发现，超相对论速度的气泡膨胀，可以导致大量的DM粒子的质量远远大于过渡的规模。我们研究这种非热生产机制的背景下，一个通用的相变和电弱相变。讨论了该机制在希格斯门DM以及随机引力背景下的信号中的应用。
2021-01-14 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
Impact of string and monopole-type junctions on domain wall dynamics: implications for dark energy
我们调查的潜在作用的字符串和dielectole-type路口的挫折畴壁网络的特征速度，$v$，和网络的特征长度，$L$，使用速度依赖的一个尺度模型。我们发现，除了非常特殊的网络配置，$v^2 \lsim (HL)^2 \lsim (ρ_σ+ ρ_μ)/ρ_m$其中$H$是哈勃参数和$ρ_σ$，$ρ_μ$和$ρ_m$的平均密度的域壁，字符串和胆固醇型结。我们进一步表明，如果畴壁是提供一个显着的贡献的暗能量，而不产生非常大的CMB温度波动，那么，在目前的时间，网络必须有一个特征长度$ L_0 \lsim 10 Ω_{σ0}^{-2/3} {\rm kpc}$和特征速度$v_0 \lsim 10^{-5} Ω_{σ0}^{-2/3}$，其中$Ω_{σ0}=ρ_{σ0}/ρ_{c 0}$和$ρ_c$是临界密度。为了满足$Ω_{σ0} \sim 1$的这些约束，$ρ_{m 0}$必须比$ρ_{σ0}$大至少10个数量级，这与观测结果完全不一致。这一结果提供了非常强有力的额外支持的猜想，没有自然的挫折机制，这可能会导致一个显着的贡献域壁的暗能量预算，存在。
2009-11-22 astro-ph.CO
Gravitational Wave Mountains: current-carrying domain walls
University of Warsaw（华沙大学）；Keio University（庆应义塾大学）
本研究发现载流域壁产生的引力波谱中存在额外峰，这一特征可能通过LISA和ET等天文台检测，表明域壁网络可能产生更强的引力波信号。
2025-12-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Nano-Hertz gravitational waves from collapsing domain walls associated with freeze-in dark matter in light of pulsar timing array observations
本文提出标量场与费米子间的微弱Yukawa耦合诱导$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 Dark Binaries With Finite-Range Dark Forces
本文计算了有限范围吸引暗力下暗双星产生的随机引力波背景，发现暗力有限范围显著改变双星初始分布与演化，使引力波谱在中频段增强并呈现“膝”和“踝”特征，亚太阳质量暗双星信号可被天基和地基天文台探测。
2024-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detecting dark matter around black holes with gravitational waves: Effects of dark-matter dynamics on the gravitational waveform
黑洞周围的暗物质密度过高可能会显著改变黑洞与另一个致密物体合并的动力学。在这里，我们考虑中等质量比的恒星质量致密天体与中等质量黑洞“打扮”与暗物质的inspirals。我们首先证明，以前的估计基于一个固定的暗物质的衣服是非物理的一系列的二进制和暗物质的分布表明，总能量耗散的紧凑的对象通过动力学摩擦，因为它通过密集的暗物质环境对黑洞的吸气，是大于引力结合能的暗物质衣服本身。然后，我们引入了一个新的形式主义，使我们能够自洽地遵循的暗物质衣服的演变，由于其与二进制的引力相互作用。我们发现，由暗物质引起的引力波形的退相比以前认为的要小，但仍然有可能用LISA空间干涉仪检测到。来自这类双星的引力波可以为暗物质的粒子性质提供强有力的诊断。
2021-12-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
