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从半经典形式研究超相对论气泡的热压力

高能物理 - 唯象学 2024-11-05 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们研究了以超相对论速度通过热等离子体的平面气泡壁。这种情况可能在宇宙早期的一次电弱相变期间出现。当粒子穿过气泡壁时,假设它们的质量从 mam_a 增大到 mbm_b,并被减速导致发射无质量辐射(mc=0m_c=0)。我们关注的是传递给气泡壁的动量、气泡壁受到的热压力,以及结果气泡壁的终端速度。我们采用半经典辐射(SCR)形式alism进行这些计算。入射带电粒子被视为类经典电磁电流的点状电流,而量子电磁辐射(光子)的谱由计算适当矩阵元来获得。为理解谱随气泡壁厚度的依赖,我们探索了气泡对应于突然减速和渐进减速的简化模型。在突然减速模型下,我们发现SCR形式alism能够再现早期工作中发现的 Pthermγw0P_\mathrm{therm} \propto \gamma_w^0 标度,但如果辐射不柔和,SCR形式alism可用于获得 Pthermγw2P_\mathrm{therm} \propto \gamma_w^2。在渐进减速模型中,我们发现气泡壁厚度 LwL_w 用于切断动量约为 γw2/Lw\sim \gamma_w^2 / L_w 处以上otherwise log-flat 辐射谱,并讨论了与经典电磁bremsstrahlung的联系。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.18196,
  title  = {Thermal pressure on ultrarelativistic bubbles from a semiclassical formalism},
  author = {Andrew J. Long and Jessica Turner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.18196},
  year   = {2024}
}

备注

29 pages plus appendices, 4 figures, 1 table. v2: clarifications added, matches JCAP version