論文の概要: High frequency background gravitational waves from spontaneous emission
of gravitons by hydrogen and helium
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.10642v1
- Date: Sat, 22 May 2021 05:20:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-30 03:13:53.873384
- Title: High frequency background gravitational waves from spontaneous emission
of gravitons by hydrogen and helium
- Title（参考訳）: 水素とヘリウムによる重力子の自発放出による高周波背景重力波
- Authors: Jiawei Hu, Hongwei Yu
- Abstract要約: 我々は、組み換え後の宇宙の水素とヘリウムによって放出される重力子を、高頻度の背景重力波の源として捉えている。
明示的な計算によると、最も顕著な貢献は、単独で電離したヘリウムの3d-1sの転移である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.15229257192293197
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A direct consequence of quantization of gravity would be the existence of
gravitons. Therefore, spontaneous transition of an atom from an excited state
to a lower-lying energy state accompanied with the emission of a graviton is
expected. In this paper, we take the gravitons emitted by hydrogen and helium
in the Universe after recombination as a possible source of high frequency
background gravitational waves, and calculate the energy density spectrum.
Explicit calculations show that the most prominent contribution comes from the
$3d-1s$ transition of singly ionized helium $\mathrm{He}^{+}$, which gives a
peak in frequency at $\sim10^{13}$ Hz. Although the corresponding energy
density is too small to be detected even with state-of-the-art technology
today, we believe that the spontaneous emission of $\mathrm{He}^{+}$ is a
natural source of high frequency gravitational waves, since it is a direct
consequence if we accept that the basic quantum principles we are already
familiar with apply as well to a quantum theory of gravity.
- Abstract（参考訳）: 重力の量子化の直接的な結果は重力子の存在である。
したがって、重力子の放出に伴う励起状態から低次エネルギー状態への原子の自発的な遷移が期待される。
本稿では、水素とヘリウムから放出される重力を、高周波の背景重力波の源として再結合後宇宙に放出し、エネルギー密度スペクトルを計算する。
明示的な計算により、最も顕著な貢献は、単イオン化ヘリウム$\mathrm{he}^{+}$の3d-1s$遷移であり、これは$\sim10^{13}$ hzの周波数ピークを与える。
対応するエネルギー密度は現在の最先端技術でも検出するには小さすぎるが、我々がすでに慣れ親しんだ基本的な量子原理を重力理論にも適用すれば直接の結果となるため、$\mathrm{he}^{+}$ の自発的放出は高周波重力波の自然発生源であると信じている。
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