揭示滚动轴子在气体膨胀中的非线性动力学

一个与气体膨胀最小耦合的观察轴子-规范子系统，轴子在宇宙气体膨胀期间经历短暂的快速滚动阶段，可在原始密度涨落和引力波背景中生成独特的信号。我们present了首个该系统的格子仿真，使用一种新型混合数值方案。该方法求解轴子-规范子系统的完全非线性动力学，同时将轴子与气体之间的引力相互作用线性处理。初始时，我们测试了线性 regime下WKB近似的有效性。然后我们研究轴子-规范子系统中的强反馈动力学。我们的发现表明，反馈显著抑制了规范场增长和标量扰动振幅的增长。该仿真还允许我们分析标量涨动的非高斯性，包括更高阶统计量。我们指出，尽管强反馈抑制了非高斯性，但其仍高于轴子与气体完全重合的最小模型。我们的结果突显了进行仿真以对引力波干涉仪和大尺度结构调查的数据作出稳健预测的必要性。