深II类区阿贝尔希格斯弦的高速碰撞与重联

我们研究了阿贝尔希格斯模型中II类区（标量与规范质量比大于1）宇宙弦的高速碰撞与重联。先前的一篇论文已报道并观察到了诸如多次重联和小尺度结构聚集等新现象，以及先前观察到的介导第二次互绕的环仅在足够大的β = m_scalar^2/m_gauge^2下才是环这一事实。本文给出了我们研究的更详细说明，涉及β范围从1到64（迄今模拟的最大值）的三维数值模拟，以及涡旋-反涡旋（v-av）碰撞的二维模拟，以理解其与新的三维现象之间可能的关系。我们的模拟进一步支持了如下观点：阿贝尔希格斯弦永远不会相互穿过，除非这是双重联的结果；并且双重联的临界速度（v_c）随质量比的增加而降低，但能量守恒表明其下限约为0.77c。我们讨论了在大质量比下观察到的中间态的定性变化，并将其与二维v-av碰撞结果中以辐射束缚态形式出现的类似变化联系起来。在深II类区，双重联的v_c对角度的依赖似乎不符合基于南部-后藤近似的半解析预测。我们通过将芯部相互作用及其对接近弦产生的扭矩效应纳入碰撞的南部-后藤描述，较好地模拟了大角度碰撞。一个有趣且反直觉的方面是，由于扭矩的作用，有效碰撞角度变小了。我们的结果表明，相对于基于南部-后藤或β=1阿贝尔希格斯动力学的预测，网络演化和辐射输出存在差异。