Ondas gravitacionais de alta frequência da produção associada a partículas microscópicas e gráviton em colisões de bolhas

As transições de fase cosmológicas de primeira ordem são fontes bem conhecidas de ondas gravitacionais provenientes de colisões de bolhas e dinâmica de plasma. Neste trabalho, investigamos uma fonte microscópica adicional que surge diretamente da produção associada de partículas e grávitons durante colisões de bolhas.

Focando nas paredes das bolhas descontroladas, calculamos os espectros de ondas gravitacionais a partir da produção escalar-gráviton de dois corpos e processos de três corpos envolvendo pares escalares ou férmions acompanhados por um gráviton. Derivamos aproximações analíticas e avaliamos numericamente os espectros resultantes, revelando um componente de onda gravitacional de alta frequência que pode complementar sinais convencionais de baixa frequência da mesma transição de fase.

Este mecanismo oferece uma assinatura multibanda potencial e estabelece uma conexão entre a radiação gravitacional e a produção de matéria escura ou outras novas partículas. Nossas descobertas fornecem um novo alvo físico para futuras experiências de ondas gravitacionais de alta frequência e uma sonda complementar da produção de partículas no Universo primordial.

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