膨胀宇宙中的引力子-光子振荡

通过 Gertsenshtein 效应，强外部磁场的存在可能使光子和引力子以类似于中微子振荡、甚至更类似于轴子-光子混合的方式混合。假设存在背景磁场（或任何行为类似的场），我们在 FLRW 膨胀宇宙模型以及 de Sitter 空间的背景下考察了 Gertsenshtein 机制。麦克斯韦方程的共形不变性与爱因斯坦方程的共形非不变性阻碍了 Gertsenshtein 效应在所有尺度上的运作。总体而言，我们发现对于物质主导和辐射主导的情形，引力子振荡仅在晚期共形时间或波长远小于视界（$k\eta \gg 1$）时才有可能，但随时间变化的振荡最终在任何情况下都会衰减。带电粒子的存在会进一步使振荡衰减。对于 de Sitter 宇宙，我们发现振荡仅在早期共形时间（$\eta \ll H^{-1}$）且波长远小于哈勃半径时才有可能，但当波长变得长于哈勃半径时最终会冻结。原则上，类 Gertsenshtein 机制可能在冻结前的暴胀阶段影响粒子种类的平衡；然而，我们发现在所有模型中混合长度均大于哈勃半径。我们讨论了针对这一情况的几种可能的补救措施。