The NANOGrav 15 yr Data Set: Search for Signals from New Physics
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract The 15 yr pulsar timing data set collected by the North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) shows positive evidence for the presence of a low-frequency gravitational-wave (GW) background. In this paper, we investigate potential cosmological interpretations of this signal, specifically cosmic inflation, scalar-induced GWs, first-order phase transitions, cosmic strings, and domain walls. We find that, with the exception of stable cosmic strings of field theory origin, all these models can reproduce the observed signal. When compared to the standard interpretation in terms of inspiraling supermassive black hole binaries (SMBHBs), many cosmological models seem to provide a better fit resulting in Bayes factors in the range from 10 to 100. However, these results strongly depend on modeling assumptions about the cosmic SMBHB population and, at this stage, should not be regarded as evidence for new physics. Furthermore, we identify excluded parameter regions where the predicted GW signal from cosmological sources significantly exceeds the NANOGrav signal. These parameter constraints are independent of the origin of the NANOGrav signal and illustrate how pulsar timing data provide a new way to constrain the parameter space of these models. Finally, we search for deterministic signals produced by models of ultralight dark matter (ULDM) and dark matter substructures in the Milky Way. We find no evidence for either of these signals and thus report updated constraints on these models. In the case of ULDM, these constraints outperform torsion balance and atomic clock constraints for ULDM coupled to electrons, muons, or gluons.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle