非平衡宇宙相变产生的原始磁场

宇宙随着膨胀而单调冷却。这导致一系列相变。如果在辐射主导时代发生二级相变且具有带电序参数组织，旋溢不稳定性会产生大量带电粒子。这些粒子因此会产生磁场。我们采用非平衡场论方法在均场或大 N 框架中研究其动力学。在相变后的动力学特征为两个 distinct 阶段：一个由线性长波长不稳定性主导的旋溃阶段，以及一个在该阶段中标量场的非线性效应和反馈占主导的尺度阶段。后者描述了视界尺寸域的生长。我们采用基于非平衡 Schwinger-Dyson 方程的表述来获取磁场谱，包括等离子体的耗散效应。我们发现尺度大的磁场发生在尺度阶段非常高效。具有视界半径尺度的带电标量场涨落通过环路效应诱导出大尺度磁场。主要过程包括：偶发、湮灭和低能辐射，这些过程在平衡条件下被禁止，但在强非平衡条件下被允许。能量密度在 L 大于等于 1 Mpc 尺度上的比值与背景辐射能量密度之比 r(L,T)= rho_B(L,T)/rho_{cmb}(T) 在电弱尺度为 r(L,T) ~ 10^{-34}，在 QCD 尺度为 r(L,T) ~ 10^{-14}。所得谱对磁场扩散长度不敏感，且电场与磁场之间的均衡不成立。我们推测类似机制可能在 QCD 手性相变之后发挥作用。