Axion strings are superconducting
Axion strings are superconducting
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轴子弦是超导的
DOI：
10.1007/jhep06(2021)052
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发表时间：
2021
影响因子：
5.4
通讯作者：
Telem, Ofri
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fukuda, Hajime;Manohar, Aneesh V.;Murayama, Hitoshi;Telem, Ofri
我们探讨了QCD轴子弦超导性的宇宙学后果。轴子弦可以支持相当大的手征电流和电荷密度，这改变了它们早期的宇宙动力学。我们研究的可能性，收缩轴子弦环可以成为有效的稳定残留物称为涡，支持的排斥电磁力的弦电流。我们发现，在我们的方案中，涡旋子一般是不稳定的，因此不会造成宇宙学上的困难。此外，如果在早期宇宙中存在原始磁场（PMF），则在轴子弦上感应出大电流，从而通过与周围等离子体的相互作用产生显著的拖曳力。结果，弦的速度变慢了，这导致每个哈勃体积中弦的数量增加了几个数量级。最后，我们研究了QCD轴子遗迹丰度的潜在影响。在我们的参数空间的某些部分，QCD轴子窗口被移动了几个数量级。
We explore the cosmological consequences of the superconductivity of QCD axion strings. Axion strings can support a sizeable chiral electric current and charge density, which alters their early universe dynamics. We examine the possibility that shrinking axion string loops can become effectively stable remnants called vortons, supported by the repulsive electromagnetic force of the string current. We find that vortons in our scenario are generically unstable, and so do not pose a cosmological difficulty. Furthermore, if a primordial magnetic field (PMF) exists in the early universe, a large current is induced on axion strings, creating a significant drag force from interactions with the surrounding plasma. As a result, the strings are slowed down, which leads to an orders of magnitude enhancement in the number of strings per Hubble volume. Finally, we study potential implications for the QCD axion relic abundance. The QCD axion window is shifted by orders of magnitude in some parts of our parameter space.
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