暴胀产生的均匀磁场下原初磁螺度演化
宇宙学与河外天体物理
2020-07-28 v3 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 理论
摘要
受暴胀期间产生均匀磁场的磁生成情景启发，我们针对两类初始条件研究了原初等离子体运动的磁流体动力学演化——(i) 具有无限关联长度的空间均匀场，以及 (ii) 零通量、尺度不变的统计均匀磁场。在这两种情况下，我们在较短的初始时间间隔内于某一波数施加单色强迫，使关联长度有限，但远小于湍流的典则长度尺度。特别地，我们研究了非螺度与含螺度磁流体湍流的衰减。我们表明，在均匀磁场存在时，含螺度与非螺度小尺度场的衰减均可快速发生。这是具有完全均匀磁场系统的特殊性质，该场有时被视为对缓慢变化背景场的局部近似。它永不改变，并充当外加磁场。这与统计均匀磁场的情况形成鲜明对比：我们恢复了熟悉的衰减特性——磁能衰减慢得多，而关联长度增长更快，尤其在含磁螺度的情况下。该结果表明，若暴胀期间产生了均匀磁场，它应在小尺度场的影响下持续存在，并可能成为宇宙中大尺度磁场的起源。
引用
@article{arxiv.2005.06449,
title = {Primordial magnetic helicity evolution with a homogeneous magnetic field from inflation},
author = {Axel Brandenburg and Ruth Durrer and Yiwen Huang and Tina Kahniashvili and Sayan Mandal and Shinji Mukohyama},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.06449},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 7 figures, 1 table. Journal version