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原初磁场中的一阶 QCD 相变

核理论 2023-02-01 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

回顾对极强原初磁场 HH 的预期,我们重新核查早期宇宙 QCD 时期中手征对称性恢复(χSR\chi SR)、手征对称性破缺(χSB\chi SB)与介子超流(πSF\pi SF)各相之间的相变。对于有限 HH 中的均匀相,采用一种合理的方案来确定 πSF\pi SF 的相边界,其本身也是超导相。在第一部分中,在手征有效 Polyakov-Nambu--Jona-Lasinio 模型内详细研究了 QCD 相图,发现涉及 πSF\pi SF 的相变在相对较小的 HH 下为一级相变。正如迈斯纳效应所预期的,πSF\pi SF 的区域随 HH 增大而收缩,并在超过阈值后完全消失。在第二部分中,在更方便的 Polyakov-夸克-介子模型中阐明较强一级相变 χSRπSF\chi SR\rightarrow\pi SF 的气泡动力学。自洽求解介子凝聚与磁场的耦合运动方程以给出气泡结构。进而,基于气泡碰撞,我们通过建立一个简单的玩具模型预先探索引力波(GW)辐射;并估计遗迹 GW 的特征频率在银河系内约为 0.11K0.1-1\,{\rm K}1091010Hz10^9-10^{10}\,{\rm Hz} 量级。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.09794,
  title  = {First-order QCD transition in a primordial magnetic field},
  author = {Gaoqing Cao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.09794},
  year   = {2023}
}