宇宙复合时期磁场能谱的再研究

如果在复合前的原初等离子体中存在矢量型扰动，则通过哈里森机制产生磁场是不可避免的。在标准宇宙扰动理论框架下，一阶标量扰动的非线性耦合产生二阶矢量扰动，进而生成磁场。在此，我们在先前研究基础上重新考察宇宙扰动二阶情况下的磁场生成，并通过新开发的二阶玻尔兹曼代码考虑纯二阶矢量扰动的时间演化，从而扩展了先前工作。我们确认来自一阶标量模乘积项的磁场振幅与之前研究结果一致。然而，我们通过数值与解析方法发现，在辐射主导时期的紧耦合区中，纯二阶矢量扰动产生的磁场会部分抵消由一阶标量模某一乘积项产生的磁场。因此，小尺度上的磁场振幅，$k \gtrsim 10~h{\rm Mpc}^{-1}$，小于先前的估计。在宇宙复合期生成的磁场振幅在 $k = 5.0 \times 10^{-1}~h{\rm Mpc}^{-1}$ 处约为 $B_{\rm rec} =5.0\times 10^{-24}~{\rm Gauss}$。最后，我们讨论了其他作者在对磁场振幅估计上存在差异的原因。