原初磁场与含贝里曲率的动力学理论

我们研究了在标准模型(SM)粒子的原初等离子体中，温度 $T>80$~TeV（远高于电弱尺度）下的磁场产生。假设等离子体中右手电子相对于左手正电子存在过剩数量。利用贝里曲率修正的动力学理论以纳入阿贝尔反常效应，我们表明这种手性不平衡在碰撞主导和无碰撞两种区下均导致等离子体中超磁场的产生。研究表明，在碰撞主导区下，手性涡旋效应可与磁场一起在等离子体中产生有限涡旋。产生的磁场典型强度在 $T\sim 80$~TeV 时为 $10^{27}$~Gauss，长度尺度为 $10^5/T$，而哈勃长度尺度为 $10^{13}/T$。此外，不稳定性也可在典型长度尺度 $10/T$ 下产生量级为 $10^{31}$~Gauss 的磁场。但在该区下可能没有任何涡旋产生。我们表明，估计的磁场值与当前观测得到的界限一致。