宇宙时空中磁管诱导的费米子流

在本文中，我们考虑理想宇宙弦时空中的带电有质量费米子量子场，其存在局限于有限半径圆柱管内的磁场。考虑了三种不同的磁场构型：(i) 半径为 $a$ 的圆柱壳，(ii) 正比于 $1/r$ 的磁场，以及 (iii) 恒定磁场。在这三种情形中，半径为 $a$ 的无限长管的轴与宇宙弦重合。我们的主要目标是分析管外诱导的真空费米子流密度。为此，我们针对每种情形显式构造了管内和管外的波函数。拥有完整的归一化波函数集后，我们使用求和法进行分析。我们表明，在管外区域，诱导电流被分解为对应于零厚度磁通的部分以及核诱导贡献的部分。后者呈现取决于所考虑磁场构型的特定形式。我们还看到费米子流的唯一非零分量对应于方位角分量。零厚度贡献仅取决于管内磁通与量子磁通之比的小数部分。至于核诱导贡献，它取决于管内总磁通，因此通常来说它不是磁通的周期函数。