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Science with the space-based interferometer eLISA. II: gravitational waves from cosmological phase transitions

Authors :
Germano Nardini
Thomas Konstandin
Jose Miguel No
Stephan J. Huber
Mark Hindmarsh
Antoine Petiteau
David J. Weir
Pedro Schwaller
Chiara Caprini
Jonathan Kozaczuk
Geraldine Servant
Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681 (IPHT)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681 ( IPHT )
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
AstroParticule et Cosmologie ( APC - UMR 7164 )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Observatoire de Paris-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA )
Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Source :
JCAP, JCAP, 2016, 04, pp.001. ⟨10.1088/1475-7516/2016/04/001⟩, JCAP, 2016, 04 (04), pp.001. 〈10.1088/1475-7516/2016/04/001〉, Journal of cosmology and astroparticle physics 2016(04), 001-001 (2016). doi:10.1088/1475-7516/2016/04/001
Publication Year :
2016
Publisher :
IOP Publishing, 2016.

Abstract

We investigate the potential for the eLISA space-based interferometer to detect the stochastic gravitational wave background produced by strong first-order cosmological phase transitions. We discuss the resulting contributions from bubble collisions, magnetohydrodynamic turbulence, and sound waves to the stochastic background, and estimate the total corresponding signal predicted in gravitational waves. The projected sensitivity of eLISA to cosmological phase transitions is computed in a model-independent way for various detector designs and configurations. By applying these results to several specific models, we demonstrate that eLISA is able to probe many well-motivated scenarios beyond the Standard Model of particle physics predicting strong first-order cosmological phase transitions in the early Universe.<br />Comment: 45 pages, 7 figures. Accepted for publication in JCAP, added discussion on noise from galactic binaries and citations

Details

Language :
English
ISSN :
14757516
Database :
OpenAIRE
Journal :
JCAP, JCAP, 2016, 04, pp.001. ⟨10.1088/1475-7516/2016/04/001⟩, JCAP, 2016, 04 (04), pp.001. 〈10.1088/1475-7516/2016/04/001〉, Journal of cosmology and astroparticle physics 2016(04), 001-001 (2016). doi:10.1088/1475-7516/2016/04/001
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d1485659db802a436d33a6bc04495478
Full Text :
https://doi.org/10.1088/1475-7516/2016/04/001⟩