从光子耦合到红外子和费米子的引力场引起的宇宙磁场

我们考察了几类规范不变的高维算符，这些算符耦合引力场、规范场和标量或费米子场，从而打破共形不变性。特别是，我们考察了通过光子耦合到重质和轻质费米子来破坏共形不变性的项。虽然与重质费米子的耦合通常不会诱导出显著的磁场，但当存在几百个轻质费米子时，与轻质费米子的耦合可能产生可观测的磁场。接下来，我们考察了标量和 pseudoscalar 场 phi、psi 的函数 f(phi) 和 h(psi) 形式的普朗克尺度动力学规范项，即 f(phi) F_{mu nu} F^{mu nu} 和 h(psi) F_{mu nu} ~F^{mu nu}，其中 F_{mu nu} 和 ~F^{mu nu} 分别是规范场强和其对偶。通过合适选择 f，肯定可以在膨胀阶段产生显著的磁场，从而在今天可能被观测到。pseudoscalar 耦合可能导致膨胀阶段的双折射，但不会放大可观测的磁场。最后，我们表明，光子耦合到度规扰动所产生的磁场远远太弱，无法在宇宙学上产生兴趣。