Enhancement of gravitational waves at Q-ball decay including non-linear density perturbations
本文研究 Q 球衰变引发宇宙由早期物质主导向辐射主导转变时二阶引力波的增强产生，并纳入密度扰动非线性频段，使理论谱可符合近期 PTA 观测。
2024-01-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational effects on critical Q-balls
在宇宙学的相变中，在允许Q球存在的理论中，存在一个孤立子电荷值，超过该值，孤立子变得不稳定并膨胀，将空间转换为真正的真空，就像普通隧道中的临界气泡一样。在这里，我考虑这些孤子的重力的影响，我计算的临界半径和电荷的最低引力修正。
2007-03-09 hep-ph
Gravitational Waves from Q-ball Formation
考虑Q球主导效应和有限温度效应，研究了与Affleck-Dine（AD）机制相关的Q球形成的引力波（GW）的可探测性. AD机制预测的非拓扑孤子，Q球，从GWs产生的形成。具有大守恒电荷$Q$的Q球可以产生大量的GWs。另一方面，这种Q球的衰变率非常小，它们可能主导宇宙的能量密度，这意味着在Q球主导的时代，引力波被显著稀释，并且它们的频率发生了红移。因此，与Q球形成相关的GW的可探测性由这两个竞争效应决定。我们发现，有一个有限的，但小的参数区域，这样的GW可能会被检测到未来的探测器，如DECIGO或BBO，只有在热对数势占主导地位的AD场的潜力的情况下。否则，即使是这些未来的探测器：$Ω_{\rm GW}^0<10^{-21}$，也无法探测到来自Q球的GW。不幸的是，对于这样的参数区域，除非对势中的A项进行微调，否则很难解释宇宙中目前的重子不对称性。然而，这样的GW背景的检测可能会给我们一个关于早期宇宙的信息，例如，它可能表明，与$B-L=0$的平坦方向是有利的。
2010-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fermi-ball in a multicomponent dark matter framework and its gravitational wave signatures
本文提出在多组分暗物质框架中，惰性双态与费米子通过有限温度标量势的共存极小值形成费米球，显著贡献暗物质遗迹密度，并触发可被BBO和U-DECIGO探测的一阶相变引力波信号。
2024-12-30 hep-ph
Dynamics of $U(1)$ gauged Q-balls in three spatial dimensions
本文通过全三维数值模拟研究$U(1)$规范Q球的动力学，发现其在两种标量场模型中经典稳定，且相对论碰撞行为依赖于速度、相位、电荷和碰撞参数等参数。
2025-03-27 gr-qc hep-ph hep-th
Black Hole Production at LHC: String Balls and Black Holes from pp and Lead-lead Collisions
如果基本普朗克尺度接近TeV，那么具有足够高质心能量的部分子碰撞应该会产生黑洞。在质子-质子碰撞的情况下，LHC中这种黑洞的产生率已经得到了广泛的研究。在本文中，我们将这种分析扩展到LHC的铅-铅碰撞。我们发现，在这种碰撞中产生的小黑洞的横截面，根据黑洞质量的不同，要么被增强，要么被抑制。例如，对于质量约为3 TeV的黑洞，我们发现在典型的铅-铅碰撞中产生的微分黑洞产生截面dσ/dM比在典型的质子-质子碰撞中产生的黑洞大90倍。我们还讨论了“弦球”生产在这些碰撞的横截面。对于质量约为1（2）TeV的弦球，我们发现在典型的铅-铅碰撞中的微分产生截面可能比在LHC中的质子-质子碰撞增加3300（850）倍。
2002-11-07 hep-ph hep-th nucl-th
Enhancement of second-order gravitational waves at Q-ball decay
研究带电轻子Q球衰变导致早期物质主导向辐射主导急剧转变时，标量扰动二阶效应增强引力波的机制，并指出脉冲星计时阵列可据此探测该情景。
2022-12-27 astro-ph.CO hep-ph
Using Gravitational Wave Signals to Disentangle Early Matter Dominated Epochs
本文通过引力波信号区分早期物质主导时期，探讨不同天体结构对引力波谱的影响。
2025-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large anisotropies in the gravitational wave background from baryogenesis
本文研究Affleck-Dine重子生成中Q-ball诱发引力波背景的大尺度各向异性，指出非高斯重子等曲率扰动调制Q-ball分布可产生约化角功率谱约10^{-2}的显著各向异性，并可由LISA等未来实验探测，从而为揭示CP破坏动力学和重子不对称起源提供新途径。
2025-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
String Theory at LHC Using Jet Production From String Regge Excitations vs String Balls
如果我们在LHC的第二次运行中在$\sqrt{s}$ = 14 TeV的$pp$碰撞中发现额外的维度，那么弦质量尺度$M_s$可以是$\sim$ TeV，我们应该在LHC的$2 \rightarrow 2$部分子碰撞中通过弦Regge激发产生QCD喷流。在哈格多恩温度下，弦球也可以通过热辐射产生QCD喷流。本文研究了LHC上$\sqrt{s}$ = 14 TeV的$pp$碰撞中弦Regge激发与弦球激发的喷流产生，并与标准模型QCD喷流作了比较。我们发现弦Regge激发产生的高$p_T$喷注比弦球和标准模型QCD喷注产生的大。我们还发现共振的射流产生截面在字符串Regge激发的情况下，这是在其他两种情况下没有。因此，TeV尺度的高$p_T$喷流可以是一个很好的签名，以研究字符串Regge激发的$pp$碰撞在$\sqrt{s}$ = 14 TeV的LHC。
2015-08-26 hep-ph hep-th
Correlated gravitational wave and microlensing signals of macroscopic dark matter
费米子暗物质粒子可以通过一级相变聚集形成扩展的暗物质结构，在这种相变中粒子被困在假真空中。我们研究了一般四次热有效势诱导的相变中产生的费米球。我们表明，费米球的质量，$3\times 10^{-12}M_\odot \lesssim M_{\rm FB} \lesssim 10^{-5}M_\odot$，相关的观测引力波相变过程中产生的（在SKA/THEIA/ $μ$战神），和引力微透镜所造成的费米球（在斯巴鲁-HSC），可以。
2021-10-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
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
Search for Higher Dimensions through their Gravitational Effects in High Energy Collisions
我们考虑使用微波参量转换器的引力效应在大型强子对撞机的直接检测。由于额外维度的存在，体块中引力相互作用的强度在高能量时会增加。这导致可能可检测的信号。
2006-04-18 hep-ph
String Theory at LHC Using Supersymmetry Production From String Balls
如果在LHC的第二次运行中，在$\sqrt{s}$ = 14 TeV的$pp$碰撞中发现了额外的维度，那么弦的尺度可以是$\sim$ TeV，我们应该在LHC中产生弦球。本文研究了$\sqrt{s}$ = 14 TeV的$pp$碰撞中弦球产生的超对称性（夸克和胶子），并与pQCD的部分子融合结果进行了比较。我们发现显着的夸克和胶子生产弦球在LHC的部分子融合pQCD结果相媲美。因此，在LHC没有产生黑洞的情况下，超对称性产生的增强可能是LHC TeV尺度弦物理的一个特征。
2015-08-27 hep-ph hep-th
Gravitational energy loss in high energy particle collisions: ultrarelativistic plunge into a multidimensional black hole
研究了径向落入D维黑洞的超相对论粒子的引力能辐射。对描述黑洞引力扰动的方程组进行数值积分，得到了黑洞引力辐射的能谱、总能量和角分布。在WKB近似下计算了标量、矢量和张量扰动下的黑洞准正规模。我们讨论我们的结果的背景下，黑洞生产的TeV规模。
2004-03-25 gr-qc hep-ph hep-th
Damping of gravitational waves by matter
我们开发了一个统一的描述，通过玻尔兹曼方程，阻尼的引力波的物质，包括碰撞。我们确定了两个物理上不同的阻尼机制-碰撞和朗道阻尼。我们首先考虑平坦时空中的阻尼，然后将结果推广到宇宙膨胀。在第一个制度，最大的碰撞阻尼的引力波，独立的碰撞的细节，在物质中是，正如我们所示，只有当它的波长是相当的大小的视界。因此，除了原初引力辐射之外，星系际或星际物质对所有辐射的衰减都可以忽略不计。虽然物质的碰撞会导致剪切粘性，但它们也会消除各向异性应力，从而抑制引力波的衰减。原始引力波的衰减仍然是可能的。我们推广温伯格的引力波阻尼的计算，现在包括碰撞和粒子的有限质量，并解释碰撞的朗道阻尼的限制。虽然引力波的朗道阻尼不可能发生在平坦的时空中，但宇宙的膨胀通过扩展给定波矢的引力波的频率而允许这种阻尼。
2017-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational wave generation from bubble collisions in first-order phase transitions: an analytic approach
九十年代早期，人们利用数值模拟计算了气泡碰撞产生的引力波。在本文中，我们提出了一个替代的分析估计，依赖于不同的随机性处理。在我们的方法中，我们提供了一个模型的气泡速度功率谱，适用于爆炸和爆燃。由此导出各向异性应力，并解析求解引力波方程。我们提供的峰值频率和频谱的形状，我们比较数值估计的解析公式。与前面的分析相反，我们没有在包络近似中工作。本文着重讨论了由相变产生的引力波的一种特殊来源。在一篇配套文章中，我们将把来自相变的引力波信号的不同来源加在一起：气泡碰撞、湍流和磁场，并讨论在LISA探测电弱相变的前景。
2009-01-13 astro-ph gr-qc hep-ph
A Pairwise Surrogate for Gravitational-Wave Spectra from Highly Relativistic Vacuum Bubble Collisions
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；SISSA International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）
该研究针对高度相对论真空气泡碰撞引力波模拟成本过高问题，开发了成对代理模型，可高效获取双气泡及多气泡系统的引力波频谱，为相关研究提供了低成本途径。
2026-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The gravitational eikonal: from particle, string and brane collisions to black-hole encounters
本文综述引力程函形式体系，总结其在粒子、弦、膜碰撞及黑洞交会中的振幅方法与最新进展。
2024-07-04 gr-qc hep-ph hep-th
Propagation of self-localised Q-ball solitons in the $^3$He universe
在相对论量子场论中，相互作用玻色子的紧致物体可以由于加性量子数$Q$的守恒而变得稳定。发现这种在宇宙中传播的$Q$球将证实标准模型的超对称扩展，并可能揭示暗物质的奥秘，但没有明确的实验证据存在。本文报道了在超流$^3$ He中观测到一个长寿命的$Q$ -球，其中$Q$ -球的作用是由磁振子准粒子的玻色-爱因斯坦凝聚体所扮演的.利用磁振子数目对超流$^3$ He序参量轨道结构的影响，我们实现了$Q$ -球哈密顿量的精确表示.这种实现支持多个共存的$Q$ -球，在未来允许$Q$ -球动力学，相互作用和碰撞的研究。
2017-08-30 cond-mat.other gr-qc hep-ph
High-frequency gravitational waves from microscopic particle-graviton associated production in bubble collisions
Sun Yat-sen University (Zhuhai Campus)（中山大学（珠海校区））
本研究探讨气泡碰撞中粒子与引力子伴随产生的高频引力波，计算两体和三体过程的谱，发现高频分量可补充低频信号，为未来高频引力波实验和暗物质产生提供新目标。
2026-09-28 hep-ph
Gravitational wave double copy of radiation from gluon shockwave collisions
本文证明通过将经典色-动力学对偶性应用于胶子激波碰撞的辐射谱，可直接推导出跨普朗克激波散射中引力波谱的双拷贝结果。
2024-04-22 gr-qc hep-ph hep-th
Q-balls in the sky
本研究探讨了暗物质中的非拓扑孤子构型Q-ball形成宏观天体结构的条件与特征，分析了其尺寸与参数的理论界限，研究了引力透镜特征，并基于EROS-2、OGLE-IV等微透镜巡天数据限制了其作为暗物质的比例。
2024-06-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Gravitational Wave Emission from Collisions of Compact Scalar Solitons
数值研究了等质量、自引力、实标量场孤子（孤子）迎头碰撞产生的引力波随其紧度$\mathcal{C}$的变化。结果表明，这种碰撞存在三种不同的可能结果：（1）低$\mathcal{C}$的激发态稳定双重子，（2）中等$\mathcal{C}$的黑洞合并形成，（3）大$\mathcal{C}$的双重子合并前坍缩成单个黑洞.对于（1），受激的非球面引力子继续发射引力波。对于（2），发射的引力波的总能量随紧度的增加而增加，并有一个极大值，大于一对质量相等的黑洞合并产生的能量。在这种情况下，合并后衰荡中准正常模式的初始振幅大于相应质量黑洞的初始振幅-这可能是区分黑洞合并与标量模拟的关键观测点。对于（3），引力波的输出与类似质量的黑洞-黑洞合并是不可区分的。
2019-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On particle collisions in the gravitational field of the Kerr black hole
研究了Kerr黑洞的引力场中粒子的散射。结果表明，质心系统中粒子的散射能不仅对自然界中存在的极值黑洞，而且对非极值黑洞，都能得到很大的值。这可以用来解释俄歇实验中观测到的低能宇宙射线的起源问题。提取碰撞后的能量进行了研究。结果表明，由于彭罗斯过程的粒子逃逸的能量在无限大的孔可以是大的。解决了高能粒子从黑洞逃逸问题中的矛盾。
2011-01-30 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Model-independent features of gravitational waves from bubble collisions
研究了宇宙学相变中气泡壁或薄流体壳层碰撞产生的引力辐射。利用所谓的包络近似，我们解析地得到了任意相变模型的引力波谱在低频和高频的渐近行为。因此，完整的频谱可以通过这些渐近线之间的简单插值来近似。我们验证这种近似与具体的例子。我们使用这些结果来讨论的频谱上的时间和源的大小尺度的依赖性。
2021-11-09 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Wave Production by Collisions: More Bubbles
我们重新研究了一阶相变中气泡碰撞产生的引力波。引力辐射的频谱是通过数值模拟使用“包络近似”确定的。我们发现，对于小频率，频谱以f ^3.0的形式上升，而对于高频率，频谱以f^-1.0的形式下降。因此，在高频率下的衰减明显慢于文献中先前所述。这一结果直接影响到探测重力波的前景，起源于一个强大的一阶电弱相变在天基干涉仪，如LISA或BBO。此外，我们观察到的气泡壁速度的峰值频率的轻微依赖。
2008-10-22 astro-ph hep-ph
On the critical condition in gravitational shock wave collision and heavy ion collisions
本文用全息方法导出了重离子碰撞中物质平衡的一个临界条件。用一种横向无限延伸的引力激波来模拟无限大的原子核。我们构造了两个非对称平面激波与不同深度源碰撞的俘获面，并在双规范理论中给出了“核”碰撞中物质平衡的临界条件.我们发现临界条件是不敏感的深度的源接近AdS边界。为了理解临界条件的起源，我们计算了边界场论中由于核的相互作用而产生的次主阶应力张量，发现临界条件对应于微扰膨胀的破缺。我们确实期望非微扰效应能够描述黑洞的形成。
2011-03-12 hep-ph hep-th nucl-th
Detectable Gravitational Wave Signals from Affleck-Dine Baryogenesis
在阿弗莱克-戴恩重子生成中，观测到的宇宙重子不对称性是通过标量凝聚的真空期望值（VEV）的演化产生的。这个标量凝聚体一般分裂成非拓扑孤子（Q球）。如果它们的寿命足够长，它们会导致一个早期的物质支配时代，这会增强在这个时代进入视界的模式的原始引力波信号。Q球突然衰变为费米子，导致从物质到辐射的快速转变，在引力波功率谱中产生一个尖锐的峰值。避免引力子过多的问题有利于共振的峰值频率在爱因斯坦望远镜和/或Decigo范围内的情况。因此，我们表明这种情况下提供了一个可观察到的信号，提供了一种机制来测试阿弗莱克-丁重子发生。
2021-11-02 astro-ph.CO hep-ph
New Regimes of Stringy (Holographic) Pomeron and High Multiplicity pp and pA Collisions
Pomeron的全息AdS/QCD模型将前QCD时代的强子反应的基于弦的描述与微扰BFKL方法结合起来。由于Stoffers和Zahed，我们将使用的特定版本是基于“管”（闭弦交换或开弦虚对产生）的半经典量子化，其欧几里得公式使用标量Polyakov作用量。这个模型有许多现象学上成功的结果。围绕管的坐标的周期性允许引入松原时间并且因此引入弦上的有效温度Teff。我们观察到，在LHC能量和足够小的碰撞参量，Teff的接近，甚至超过QCD弦的哈格多恩温度。基于对纯规范理论弦热力学的研究，我们提出了波密子应该存在两个新的区域：“近临界”区域和“后临界”区域。在前一种情况下，弦激发产生高熵的“弦球”，具有高能量和熵，但压力/自由能很小。如果足够重，这个球就会变成一个（双）黑洞（BH）。当弦的本征温度超过哈格多恩温度时，球就变成了一个后临界爆炸的“QGP球”。由这种情况下产生的流体动力学爆炸，我们预测有径向流动超过以往任何时候都看到，即使在重离子碰撞，这是最近证实CMS和ALICE在大型强子对撞机。我们还讨论了弹性散射的配置文件，找到一些提示新的阶段，以及两个粒子的相关性。
2014-01-29 hep-ph hep-th nucl-th
Linearly Polarized Gravitational Waves from Bubble Collisions
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯特凡研究所）；University of Ljubljana（卢布尔雅那大学）
研究超出标准模型物理可能引起的一级相变中真空气泡碰撞产生的引力波，发现慢速相变下仅两个气泡碰撞产生的引力波是线偏振的，可作为独特信号，且LISA和爱因斯坦望远镜可探测。
2026-06-18 astro-ph.CO hep-ph
