电阻控制的原初磁湍流衰减

早期宇宙中产生的磁场在辐射主导时期经历湍流衰减。衰减由衰减指数和衰减时间决定。有观点认为，磁重联会延长衰减时间，而磁重联依赖于微观电阻率和黏性。另一方面，湍流通常不被认为对仅影响极小尺度的微观耗散敏感。我们旨在测试和量化衰减磁流体动力学湍流中的重联假说。我们使用Pencil Code进行了零净磁螺旋度的高分辨率数值模拟，网格点高达$2048^3$，并将衰减时间与不同电阻率和黏性下的阿尔芬时间联系起来。发现衰减时间比阿尔芬时间长一个因子，该因子随伦德奎斯特数的1/4次幂增加。衰减指数符合霍斯金积分守恒的预期，但衰减时间对电阻率的依赖对于充分发展的湍流而言是不寻常的，并且在流体动力学湍流中并未发现。在二维情况下，伦德奎斯特数依赖性在约25,000以上趋于平稳，与黏性值无关。我们的数值结果表明，早期工作高估了电阻效应。导致电阻性缓慢衰减的可能不是重联，而是较小区域内的磁螺旋密度。目前无法在三维中确认大伦德奎斯特数下的平稳现象。