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磁单极子在扩张宇宙中的演化数值模拟

宇宙学与河外天体物理 2025-11-19 v1 高能物理 - 唯象学

摘要

磁单极子是大统一理论后对称性破缺相变中不可避免的特征。它们的密度分析估计表明,仅当其质量小于101110^{11} GeV时,它们才与标准宇宙学兼容。我们启动了一项关于单极子动力学的数值研究计划,通过模拟Kibble机制在相变后形成的' t Hooft-Polyakov磁单极子气体。在本文中,我们在辐射背景下模拟磁单极子,但不与辐射相互作用,以解决分析模型之间的差异。我们发现,在辐射时代,磁单极子相互寻找并高效地湮灭,以至于维持其密度分数恒定,这支持Zel'dovich和Khlopov与Preskill在可忽略等离子体相互作用的时代进行的建模。在物质时代,密度分数按对数形式减少。进一步的工作需要量化热浴的效应,预计这会在后期时间降低湮灭速率。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.14204,
  title  = {Numerical simulations of magnetic monopole evolution in an expanding universe},
  author = {Mark Hindmarsh and Asier Lopez-Eiguren and Riikka Seppä and David J. Weir},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.14204},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 8 figures