膨胀宇宙中的中微子-电子磁流体力学
宇宙学与河外天体物理
2021-12-15 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
摘要
我们推导了一个膨胀宇宙中中微子-等离子体相互作用的新模型，该模型包含了中微子对等离子体组分的集体效应。我们从平直 Friedmann-Robertson-Walker 度规下多组分等离子体的动力学描述出发，其中粒子通过弱相互作用的带电流与中性流形式与中微子耦合。随后我们导出流体方程，并将模型专门化至 (a) 轻子时期，考虑电子-正电子对等离子体同电子（反）中微子的相互作用；以及 (b) 电子-正电子湮灭之后，我们建模电子-质子等离子体并取慢离子与无惯性电子极限，得到一组中微子-电子磁流体力学（NEMHD）方程。在两个模型中，等离子体动力学均通过有质动力受中微子运动影响，因而感应方程中出现新项，可作为早期宇宙中磁场产生的源。我们简要讨论了模型的潜在应用。
引用
@article{arxiv.2106.14892,
title = {Neutrino-electron magnetohydrodynamics in an expanding Universe},
author = {L. M. Perrone and G. Gregori and B. Reville and L. O. Silva and R. Bingham},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.14892},
year = {2021}
}
备注
12 pages, 1 figure, submitted to Physical Review D; typos corrected, references added, added discussion on primordial magnetogenesis, accepted for publication in Physical Review D