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早期宇宙产生的引力波研究取得重要进展

浏览量:时间:2019-11-03

理论物理研究所博士研究生刘京,研究员郭宗宽,研究员蔡荣根与中国科学院大学短期千人教授萧文礼合作,他们研究了一类具有尖角势函数的暴胀模型。这样一类尖角势函数可以在超弦理论中的一些非微扰效应中出现。他们发现该模型产生的原初密度扰动和原初引力波与目前的宇宙微波背景辐射观测数据一致,在暴胀结束的宇宙重加热阶段能够产生具有双峰结构的随机引力波能谱。该能谱与一般的暴胀场产生的单峰能谱显著不同;该预言能够被将来的LIGO实验所检验。

利用格点计算方法他们数值模拟了具有这类尖角势暴胀场在宇宙重加热阶段产生的引力波能谱,能谱的振幅不依赖模型参数,而能谱的峰值频率依赖于暴胀发生时的能标。在一定的暴胀能标下,预言的双峰引力波能谱能够被将来的LIGO实验探测到。

如果将来的LIGO实验探测到了该特征的随机引力波背景,人们不仅可以确定暴胀发生时的能标,而且为暴胀场的起源提供了可能的解释。

该研究成果发表在Phys. Rev. Lett. 120 (2018) 031301上。

原文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.031301  

文章来源:http://www.itp.cas.cn/xwzx/kydt/201801/t20180123_4937300.html