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太字节尺度模拟中轴子弦的标度密度

高能物理 - 唯象学 2025-01-08 v2

摘要

我们报告了一项关于轴子弦网络的研究,使用了每边多达 1638416384 个点的固定网格模拟。弦的长度可以用标准无量纲参数 ζw\zeta_\text{w}ζr\zeta_\text{r} 来表征,它们分别是宇宙静止系和弦静止系中的长度密度,按宇宙时间标度。弦的运动可以用弦的均方根(RMS)速度来表征。从一系列初始长度密度和速度出发,我们在标准标度框架下分析了弦网络,并发现其演化趋向一个固定点,估计值为 ζ^w,=1.220(57)\hat{\zeta}_{\text{w},*} = 1.220(57)ζ^r,=1.491(93)\hat{\zeta}_{\text{r},*} = 1.491(93)。这两个度量通过均方根速度相关联,我们估计该速度为 v^=0.5705(93)\hat{v}_{*} = 0.5705(93)。长度密度与之前的测量结果一致,而速度则低了约 5%。对于从足够低密度开始的模拟,长度密度参数 ζw\zeta_\text{w}ζr\zeta_\text{r} 在整个过程中始终低于其固定点值,同时缓慢增长,给人一种随时间近似对数增长的印象。这已被提出作为真正的长期行为。我们发现,当 ζw\zeta_\text{w}ζr\zeta_\text{r} 的值接近被识别为固定点的值时,增长趋于减缓。对于 ζr\zeta_\text{r},从接近固定点长度密度开始的模拟,其增长停止。ζw\zeta_\text{w}ζr\zeta_\text{r} 之间的差异可以理解为持续速度演化的结果。我们的结果表明,ζw\zeta_\text{w} 的增长是一个瞬态过程,出现在低密度且速度收敛期间。这凸显了同时研究弦密度和速度以及准备初始条件的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.18064,
  title  = {Scaling density of axion strings in terasite simulations},
  author = {José Correia and Mark Hindmarsh and Joanes Lizarraga and Asier Lopez-Eiguren and Kari Rummukainen and Jon Urrestilla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.18064},
  year   = {2025}
}

备注

19 pp, 18 figures, typos corrected and link to data added