Volltextdatei(en) vorhanden
Titel: On Quantum Anomalous Effects in Electrodynamics of the Early Universe
Sonstige Titel: Über Quantenanomale Effekte in der Elektrodynamik des frühen Universums
Sprache: Englisch
Autor*in: Pavlovic, Petar
Schlagwörter: Physics; Cosmology; Electrodynamics; Magnetohydrodynamics; Turbulence; Universe
GND-Schlagwörter: Physik; Kosmologie; Elektrodynamik; Magnetohydrodynamik; Turbulenz; Kosmos <Begriff>
Erscheinungsdatum: 2018
Tag der mündlichen Prüfung: 2018-05-18
Zusammenfassung: 
This dissertation studies the quantum anomalous effects on the description of
high energy electrodynamics. We argue that on the temperatures comparable
to the electroweak scale, characteristic for the early Universe and objects like
neutron stars, the description of electromagnetic fields in conductive plasmas
needs to be extended to include the effects of chiral anomaly. It is demonstrated
that chiral effects can have a significant influence on the evolution of magnetic
fields, tending to produce exponential amplification, creation of magnetic helic-
ity from initially non-helical fields, and can lead to an inverse energy transfer.
We further discuss the modified magnetohydrodynamic equations around the
electroweak transition. The obtained solutions demonstrate that the asymme-
try between right-handed and left-handed charged fermions of negligible mass
typically grows with time when approaching the electroweak crossover from
higher temperatures, until it undergoes a fast decrease at the transition, and
then eventually gets damped at lower temperatures in the broken phase. At the
same time, the dissipation of magnetic fields gets slower due to the chiral ef-
fects. We furthermore report some first analytical attempts in the study of chiral
magnetohydrodynamic turbulence. Using the analysis of simplified regimes and
qualitative arguments, it is shown that anomalous effects can strongly support
turbulent inverse cascade and lead to a faster growth of the correlation length,
when compared to the evolution predicted by the non-chiral magnetohydrody-
namics. Finally, the discussion of relaxation towards minimal energy states in
the chiral magnetohydrodynamic turbulence is also presented.

Diese Dissertation befasst sich mit anomalen Quanteneffekten, die bei der Beschrei-
bung von Hochenergie-Elektrodynamik relevant werden. Wir argumentieren,
dass bei Temperaturen vergleichbar mit der elektroschwachen Skala, wie sie für
das frühe Universum und Objekte wie Neutronensterne charakteristisch sind,
die Beschreibung elektromagnetischer Felder erweitert werden muss, um Ef-
fekte der chiralen Anomalie zu berücksichtigen. Es wird demonstriert, dass chi-
rale Effekte einen signifikanten Einfluss auf die Evolution magnetischer Felder
haben können, mit der Tendenz, diese exponentiell zu verstärken, magnetische
Helizität zu erzeugen und zu einer inversen Kaskade zu führen. Weiterhin be-
handeln wir die modifizierten magneto-hydrodynamischen Gleichungen um den
elektroschwachen Übergang herum. Die so erhaltenen Lösungen demonstrieren,
dass die Asymmetrie, zwischen rechtshändigen und linkshändigen geladenen
Fermionen von vernachlässigbarer Masse, typischer Weise mit der Zeit wächst,
bevor das primordiale Plasma die elektroschwache Skala erreicht hat. Während
des elektroschwachen Phasenübergangs fällt die Assymetrie rasch ab und bei
kleineren wird diese gedämpft. Zudem führen chirale Effekte zu einer Ver-
ringerung von Energieverlusten der magnetischen Felder. Außerdem berichten
wir von ersten analytischen Studien über die chirale magnetohydrodynamis-
che Turbulenz. Durch Nutzung einer Analyse eines vereinfachten Regimes und
qualitativer Argumente wird gezeigt, dass anomale Effekt turbulente inverse
Kaskaden unterstützen und zu einem schnelleren Wachstum der Korrelation-
slänge führen, im Vergleich zur Vohersagen über die Entwicklung nicht-chiraler
Magnetohydrodynamik. Zuletzt präsentieren wir auch eine Diskussion über die
Relaxation chiraler magnetohydrodynamischer Turbulenz zu einem minimalen
Energieniveau.
URL: https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/7724
URN: urn:nbn:de:gbv:18-91802
Dokumenttyp: Dissertation
Betreuer*in: Sigl, Günter (Prof. Dr)
Enthalten in den Sammlungen:Elektronische Dissertationen und Habilitationen

Dateien zu dieser Ressource:
Datei Beschreibung GrößeFormat  
Dissertation.pdf1.02 MBAdobe PDFÖffnen/Anzeigen
Zur Langanzeige

Diese Publikation steht in elektronischer Form im Internet bereit und kann gelesen werden. Über den freien Zugang hinaus wurden durch die Urheberin / den Urheber keine weiteren Rechte eingeräumt. Nutzungshandlungen (wie zum Beispiel der Download, das Bearbeiten, das Weiterverbreiten) sind daher nur im Rahmen der gesetzlichen Erlaubnisse des Urheberrechtsgesetzes (UrhG) erlaubt. Dies gilt für die Publikation sowie für ihre einzelnen Bestandteile, soweit nichts Anderes ausgewiesen ist.

Info

Seitenansichten

32
Letzte Woche
Letzten Monat
geprüft am 17.04.2021

Download(s)

15
Letzte Woche
Letzten Monat
geprüft am 17.04.2021
Werkzeuge

Google ScholarTM

Prüfe