SciPost物理课堂笔记

SciPost物理学。勒克特。注释24（2021）·2021年2月15日出版

• doi:10.21468/SciPostPhysLectNotes.24
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摘要

这些课堂讲稿基于Mark Hindmarsh在2018年第24届萨尔堡暑期学校提供的课程，由Marvin L撰写\“乌本、约翰内斯·卢玛和马丁·保利。其目的是提供必要的基础知识，以了解早期宇宙中的一级相变，概述它们如何在引力波中留下印记，并宣传未来如何检测这些引力波。弱电尺度下的一级相转变是一种物理现象对标准模型以外的许多理论的预言，也是一些试图解释宇宙中物质-反物质不对称性的理论的组成部分。从玻色统计和费米子统计出发，我们导出了玻尔兹曼方程，并将其推广到具有场依赖质量的粒子流体。我们在场的最低阶近似中引入了场的热有效势，讨论了标准模型及其以外的希格斯相的跃迁，计算场穿过势垒的概率。在这些初步研究之后，我们提供了一阶相变的流体动力学描述，因为它适合于描述早期宇宙。因此，我们讨论了表征相变的关键量，以及它们是如何被印在引力波功率谱中的，这些功率谱可能在2030年代被天基引力波探测器LISA探测到。

此出版物已更新

• 更正：早期宇宙的相变 2021-04-15年

• 克鲁兹等。,德西特背景下虚假真空衰变的量子和梯度修正
  物理学。版次D106, 065001 (2022)[交叉参考]
• 贡萨尔维斯等。,复杂2HDM中的引力波、气泡轮廓和重子不对称性
  物理学。版次D108, 075010 (2023)[交叉参考]
• 泽内西尼等。,铁磁超流体中气泡形成引起的假真空衰变
  自然物理学。20, 558 (2024)[交叉参考]
• 佩纳等。,粘性相对论流体力学中的线性色散关系
  物理学。版次D104, 096005 (2021)[交叉参考]
• 菲格罗阿等。,引力波与粒子耦合的光谱学
  物理学。版次D106, 063522 (2022)[交叉参考]
• 他等。,早期辐射时代引力波的修正传播
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 025 (2023)[交叉参考]
• 卡瓦纳等。,一阶相变与假真空残余物的命运
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2022, 030 (2022)[交叉参考]
• 沙尔马等。,具有声波峰值的浅层遗迹重力波谱
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 042 (2023)[交叉参考]
• 古尔德等。,热气泡成核的有效场理论方法
  物理学。版次D104, 096015 (2021)[交叉参考]
• 王等。,宇宙气泡膨胀的流体动力反作用力
  物理学。版次D107, 023501 (2023)[交叉参考]
• 波拉等。,一阶暗SU（2）D类基于NANOGrav 12.5年数据的矢量暗物质相变
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2021, 039 (2021)[交叉参考]
• 仆人等。,超高频原始引力波：宇宙弦的情况
  物理学。版次D109, 103538 (2024)[交叉参考]
• 王等。,WIMP暗物质冻结
  物理学。版次D108, 055035 (2023)[交叉参考]
• 布林格曼等。,NANOGrav是否观察到暗扇区相变？
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 053 (2023)[交叉参考]
• 蒋介石等。,用引力波测试钟表轴子
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2021, 049 (2021)[交叉参考]
• 艾岛等。,局部平衡中的气泡壁速度
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2022, 015 (2022)[交叉参考]
• 王等。,宇宙气泡膨胀的一般反作用力
  物理学。版次D110, 016031 (2024)[交叉参考]
• 亨利克森，通过D膜气泡成核的黑膜蒸发
  物理学。版次D105，L041901（2022）[交叉参考]
• 埃斯克里夫等。,强耦合交叉过程中的原始黑洞形成
  物理学。版次D107，L041301（2023）[交叉参考]
• 江等。,利用LIGO-Virgo前三次观测运行的数据限制宇宙一级相变的引力波谱
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 053 (2023)[交叉参考]
• 阿达兹等。,轻子数对称性破缺与轻和超轻马略子的引力回波
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 026 (2023)[交叉参考]
• 杨等。,多希格斯模型中分离中性真空的电荷破坏畴壁
  物理学。版次D110, 015001 (2024)[交叉参考]
• 波拉等。,黑暗中的引力波U（1）D根据NANOGrav 12.5年数据的相变
  物理学。版次D104, 063501 (2021)[交叉参考]
• 布恩·阿巴德等。,再加热产生的引力波特征
  物理学。版次D108, 036006 (2023)[交叉参考]
• 戈林等。,LISA相变观测前景：Fisher矩阵分析
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2021, 039 (2021)[交叉参考]
• 蔡等。,流体动力声壳模型
  物理学。版次D108，L021502（2023）[交叉参考]
• 海基宁等。,研究超流体氦-3一级相变的纳米流体平台
  J低温物理215, 477 (2024)[交叉参考]
• 王等。,超越bag状态方程的宇宙一级相变的能量收支
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2022, 047 (2022)[交叉参考]
• 布兰凯西等。,爱因斯坦望远镜的科学：不同设计的比较
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 068 (2023)[交叉参考]
• 王（音）等。,双味夸克介子模型中的气泡成核*
  中国物理学。C类48, 053105 (2024)[交叉参考]
• 张等。,带有膨胀子的次极小复合希格斯模型的暗物质现象学和相变动力学
  物理学。版次D110, 015023 (2024)[交叉参考]
• 卡普里尼等。,
  , 1 (2021)[交叉参考]
• 琼比等。,宇宙相变中的广义相对论气泡生长
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2024, 059 (2024)[交叉参考]
• 米洛恩·格拉内塞等。,相对论流体动力学的场论方法
  熵24, 1790 (2022)[交叉参考]
• 拉科等。,具有原始GW背景和天体物理前景的精密宇宙学
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 054 (2023)[交叉参考]
• 戈林等。,从LISA的模板引力波谱重建物理参数：一阶相变
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 061 (2023)[交叉参考]
• 诺维科夫等。,复合希格斯玻色子场景中一阶相变的全息模型
  物理学。版次D108, 115011 (2023)[交叉参考]
• 古尔德等。,真空泡碰撞：从微观物理学到引力波
  物理学。版次D104, 075039 (2021)[交叉参考]
• 阿瑞斯等。,有效作用下强耦合引力波
  物理学。修订稿。128, 131101 (2022)[交叉参考]
• Ertas公司等。,调大音量：聆听炽热黑暗区域的相变
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2022, 014 (2022)[交叉参考]
• 格拉夫等。,具有最小希格斯扇区的左右对称模型的引力波印迹
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2022, 003 (2022)[交叉参考]
• 艾岛等。,零温下气泡膨胀的不稳定性
  物理学。版次D107, 036014 (2023)[交叉参考]
• 黄等。,测试暗SU（N）Yang-Mills理论限制的景观：从晶格到引力波
  物理学。版次D104, 035005 (2021)[交叉参考]
• 布瓦罗等。,LISA探测一阶相变引力波背景的前景
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 056 (2023)[交叉参考]
• 德卢卡等。,一阶相变中的气泡关联
  物理学。版次D104, 123539 (2021)[交叉参考]
• 罗梅罗等。,第三次LIGO-Virgo观测对一阶宇宙学相变的影响
  物理学。修订稿。126, 151301 (2021)[交叉参考]
• 于等。,从高级LIGO-Virgo的前三次观测中寻找双峰和双破引力波谱
  物理学。版次D108, 063526 (2023)[交叉参考]
• 王等。,暗辐射作为早期宇宙相变的探针
  物理学。版次D106, 103504 (2022)[交叉参考]
• Oikonomou，通过希格斯门的轴子对弱电破碎过程中原始引力波的影响
  物理学。版次D107, 064071 (2023)[交叉参考]
• 桑切斯·加里托南迪亚等。,自由度大跳跃时气泡壁速度的预测
  物理学。版次D110, 023509 (2024)[交叉参考]
• 多施等。,扩展流体Ansatz下的气泡壁速度
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2024, 027 (2024)[交叉参考]
• 马丁诺维奇等。,使用LIGO-Virgo-KAGRA网络搜索奇偶校验冲突
  物理学。版次D104，L081101（2021）[交叉参考]
• 阿拉加姆等。,原始随机引力波背景来自三场膨胀中的一个尖锐特征。第一部分。辐射时代
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2023, 014 (2023)[交叉参考]
• 阿夫扎尔等。,NANOGrav 15年数据集：从新物理中寻找信号
  ApJL公司951，L11（2023）[交叉参考]
• 曼达尔等。,相变产生的质量重态暗物质
  物理学。版次D107, 123003 (2023)[交叉参考]
• 詹尼克等。,强耦合下畴壁速度的理想流体动力学图像
  物理学。修订稿。129, 081601 (2022)[交叉参考]
• 戴夫等。,基于时空振荡的阿贝尔和非阿贝尔规范场参数共振
  物理学。版次D109, 076023 (2024)[交叉参考]
• 王等。,强耦合下的一般气泡膨胀
  物理学。版次D109, 096012 (2024)[交叉参考]
• 吉诺等。,密度涨落对一阶相变中引力波产生的影响
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2021, 019 (2021)[交叉参考]
• 克莱恩等。,PeV尺度轻生、引力波和SUSY破缺相变中的黑洞
  物理学。版次D107, 095011 (2023)[交叉参考]
• 切割等。,强过冷转变过程中的液滴坍塌
  物理学。版次D106, 103524 (2022)[交叉参考]
• 锂等。,强耦合下的气泡膨胀
  物理学。版次D108, 096033 (2023)[交叉参考]
• 钟等。,通过后验分析边缘化对各向异性引力波背景的无目标贝叶斯搜索
  物理学。版次D108, 043032 (2023)[交叉参考]
• 埃克斯特德，有限温度下气泡成核速率的高阶修正
  欧洲物理学。J.C公司82, 173 (2022)[交叉参考]
• 阿杰米等。,早期宇宙一级相变中气泡成核的热抑制
  物理学。版次D106, 023505 (2022)[交叉参考]
• 拉青格等。,来自黑暗面的低语：用NANOGrav数据对抗光明的新物理
  SciPost物理学。10, 047 (2021)[交叉参考]
• 奥克莱等。,自由衰减湍流产生引力波
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2022, 029 (2022)[交叉参考]
• Oikonomou公司等。,具有维数-six算子的标准模型单态扩展中的电弱相变
  物理学。版次D109, 055044 (2024)[交叉参考]
• 古尔德等。,一阶电弱相变：非微扰更新
  物理学。版次D106, 114507 (2022)[交叉参考]
• 张等。,磁单极子与原始黑洞相遇的扩展分析
  欧洲物理学。J.C公司84, 100 (2024)[交叉参考]
• 艾奇霍恩等。,弱电部门重新物理的万有引力波特征
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2021, 006 (2021)[交叉参考]
• 李等。,
  3019, 020005 (2024)[交叉参考]
• 蔡等。,气泡膨胀的有效图片
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2021, 096 (2021)[交叉参考]
• 波拉等。,相变附近暗物质衰变引起的重子不对称
  物理学。版次D108，L091701（2023）[交叉参考]
• 卡普里尼等。,
  , 1041 (2022)[交叉参考]
• 阿贝等。,手性费米子暗物质模型的引力波特征
  J.Cosmol公司。Astropart。物理学。2024, 048 (2024)[交叉参考]
• 东亚银行等。,全息照相中的气泡壁速度
  物理学。版次D104，L121903（2021）[交叉参考]
• 库库利扬，（1+1）规范场理论实时动力学的连续统方法：Schwinger模型的超视距关联
  物理学。版次D104，L021702（2021）[交叉参考]
• 弗兰乔利尼等。,脉冲星定时阵列宇宙引力波QCD交叉的足迹
  物理学。修订稿。132, 081001 (2024)[交叉参考]
• 沙尔马等。,水磁湍流引力波谱的低频尾
  物理学。版次D106, 103536 (2022)[交叉参考]
• Roper Pol公司等。,声壳模型中声波引力波谱的表征
  物理学。版次D109, 063531 (2024)[交叉参考]
• 辛德马什等。,超流体中的A-B相变$$^3$$He和宇宙学相变
  J低温物理215, 495 (2024)[交叉参考]
• 劳伦特等。,紫外-弱电相变中的重锤发生和重力波
  物理学。版次D103, 123529 (2021)[交叉参考]