相对论 resistive 二阶耗散磁流体力学中的电荷扩散
核理论
2023-03-15 v2 高能物理 - 唯象学
流体动力学
摘要
我们研究相对论 resistive 二阶耗散磁流体力学中的电荷扩散。在该理论中，电荷扩散并非简单地由欧姆定律的 standard Navier-Stokes 形式给出，而是由确保因果性与稳定性的演化方程给出。这进而在电荷扩散电流中导致瞬态效应，其性质取决于电导率和电荷扩散弛豫时间的具体取值。由此得到的运动方程具有所谓的刚性（stiff）特征，在数值求解时需要特别小心。为此，我们专门开发了一种隐式-显式 Runge-Kutta 方法来求解相对论 resistive 二阶耗散磁流体力学，并对其进行各种测试。随后，我们在重离子碰撞的简化 1+1 维场景中研究系统演化，其中物质与电磁场被假定为横向均匀，并考察初始非膨胀流体和按 Bjorken 标度流初始膨胀的流体两种情况。在后一种情况下，标度不变性被物质与电磁场随后的自洽动力学所打破。然而，只有当电磁场足够强时，这种打破才在定量上变得重要。对于更小的电导率值，标度不变性的打破更大。文中还讨论了电荷扩散电流引起的熵产生及稳定性方面的问题。
引用
@article{arxiv.2211.09459,
title = {Charge diffusion in relativistic resistive second-order dissipative magnetohydrodynamics},
author = {Ashutosh Dash and Masoud Shokri and Luciano Rezzolla and Dirk H. Rischke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.09459},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 14 figures. Revised discussion on entropy production, and new comparison plot with Strang-Splitting method