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宇宙学气泡膨胀的流体动力学反作用力

高能物理 - 唯象学 2023-01-31 v4 宇宙学与河外天体物理

摘要

作为早期宇宙粒子物理标准模型之外新物理的有前景探针,宇宙学一级相变产生的随机引力波背景预言高度依赖于由气泡膨胀动力学决定的泡壁速度。气泡膨胀动力学由有效势差提供的驱动力与反作用力(分别为跨越泡壁的温度跳跃和非平衡效应引起的热力和摩擦力之和)之间的竞争所支配。本文中,针对非逃逸稳态气泡膨胀,我们提出对该总反作用力的流体动力学估算,在壁界面处求值后,恰好复现了先前由壁界面总能量-动量张量连接条件得到的压力差 Δwall[(γˉ21)w]\Delta_\mathrm{wall}[(\bar{\gamma}^2-1)w],其中 ww 为焓,γˉ(1vˉ2)1/2\bar{\gamma}\equiv(1-\bar{v}^2)^{-1/2} 为壁参考系流体速度 vˉ\bar{v} 的洛伦兹因子。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.02492,
  title  = {Hydrodynamic backreaction force of cosmological bubble expansion},
  author = {Shao-Jiang Wang and Zi-Yan Yuwen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02492},
  year   = {2023}
}

备注

v1, 5 pages + appendix, 2 figures; v2, 15 pages, 2 figures, major revision with structure rearranged and discussion extended, conclusion unchanged, version accepted by Physical Review D; v3, published version; v4, typos corrected (a plus-minus sign and subscripts), conclusion untouched