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弯曲时空中的非阿贝尔等离子体德拜屏蔽

高能物理 - 唯象学 2024-10-16 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

数十年的解析与计算工作已表明,浸入热等离子体中的电荷会被屏蔽。对于阿贝尔和非阿贝尔相互作用,特征屏蔽长度 1/mD1/m_D 由所谓的德拜质量 mDgsTm_D \sim g_s T 决定,其与等离子体温度 TT 和无量纲规范耦合 gsg_s 成正比。最有趣的自然实例之一是夸克-胶子等离子体(QGP),它在 QCD 禁闭相变之前的早期宇宙中充满,时间为 tQCD105st_{\rm QCD} \sim 10^{-5}\,{\rm s}。在这一早期时期,强时空曲率区域具有显著的宇宙学意义,例如原初黑洞(PBHs)附近。然而,德拜屏蔽的典型描述仅适用于闵可夫斯基时空,因此不足以描述 PBH 附近或其他原初特征处带电等离子体的动力学。我们构建了规范场 AμaA_\mu^a 软模的有效场论,以完整描述任意弯曲时空中非阿贝尔等离子体的德拜屏蔽,恢复了表现出引力红移的与温度相关的德拜质量。随后我们将结果应用于一些具有宇宙学兴趣的场景:膨胀的 FLRW 宇宙和浸入热 QGP 中的 PBH 附近。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.15385,
  title  = {Debye Screening of Non-Abelian Plasmas in Curved Spacetimes},
  author = {Elba Alonso-Monsalve and David I. Kaiser},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.15385},
  year   = {2024}
}

备注

14 pages, 2 figures. Minor edits and references added to match published version, forthcoming in Physical Review D