发电机-手性广义相对论磁流体动力学的协变与 3+1 方程
高能天体物理现象
2018-07-04 v1 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 理论
摘要
相对论等离子体中初始种子磁场的指数放大是天体物理学中非常重要的课题，从早期宇宙的条件到中子星内部均如此。尽管湍流等离子体中的发电机作用常被援引，近年来一种量子起源的新机制日益受到关注，即手性磁效应（CME）。该效应已在半金属中被确认，并极有可能作用于重离子碰撞实验中形成的夸克-胶子等离子体，其中产生了自然界最高的磁场，可达 B~10^18 G。该效应预期甚至在大的流体动力学/MHD 尺度上依然存续，其基于组成等离子体中左、右手中微子不平衡所导致的手性反常。此种不平衡导致平行于外磁场的电流，恰为经典 MHD 中 alpha 发电机作用的同一机制。在此，我们将手性与发电机效应之间的紧密平行关系推广至相对论等离子体，并提出广义欧姆定律的统一、完全协变表述。此外，鉴于对致密天体（尤其是磁星）中 CME 的数值研究，或发电机、CME 与重联等非理想磁效应间相互作用的研究，我们首次推导了手性等离子体在平直与弯曲时空中的 3+1 广义相对论 MHD 方程。
引用
@article{arxiv.1806.07114,
title = {Covariant and 3+1 Equations for Dynamo-Chiral General Relativistic Magnetohydrodynamics},
author = {Luca Del Zanna and Niccolò Bucciatini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.07114},
year = {2018}
}
备注
11 pages, 3 figures, accepted for publication in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society