MagnetoHydrodynamics with chiral anomaly: phases of collective excitations and instabilities
本文研究了具有手征反常和动态电磁场的相对论流体力学，即手征磁流体力学（CMHD）。我们制定CMHD作为一个低能量的有效理论的基础上的广义导数展开。我们证明了手征反常对普通磁流体动力学的修正可以从热力学第二定律得到，并与手征磁效应有关。通过求解线性化的CMHD方程，进一步研究了手征流体的实时性。我们发现了一个显着的“过渡”在中间轴向化学势$μ_{A}$之间的稳定的手征流体在低$μ_{A}$和不稳定的手征流体在大$μ_{A}$。我们总结了这种转变的“相图”方面的$μ_{A}$和角度的波矢量相对于磁场。在不稳定的制度，有四个集体模式进行磁和流体螺旋度，在相反的MHD波是非偏振的。螺旋模式的一半随时间呈指数增长，表明不稳定性，而另一半则成为耗散。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Anomalous magnetohydrodynamics with longitudinal boost invariance and chiral magnetic effect
本文研究了具有纵向推进不变性的相对论磁流体动力学问题，其中考虑了手征磁效应和有限电导率。在初始磁场与电场平行或反平行的情况下，我们导出了电磁场的解析解以及由初始条件确定的几个参数的展开式中的手征数和能量密度。数值解表明，这种解析解在弱场或大手征涨落情况下也能很好地工作。我们还讨论了实验室坐标系下电磁场的性质。
2019-04-03 hep-ph nucl-th
Causality in dissipative relativistic magnetohydrodynamics
本文研究了耗散相对论磁流体力学中线性与非线性因果性的关系，以含中性粒子流和电阻修正的粘性磁流体为例，表明线性化分析可用于理解最一般流体框架下的因果性质。
2024-11-07 gr-qc hep-ph hep-th
New quantum effects in relativistic magnetohydrodynamics
在相对论磁流体力学中，手征反常引起了一种新的宏观量子行为，包括手征磁效应。在这次演讲中，我们提出了两个新的量子效应存在于流体中含有带电手征费米子：1）湍流逆级联驱动的手征异常; 2）量化的手征磁流诱导的重联的磁通量。我们还讨论了在重离子碰撞中产生夸克-胶子等离子体体演化的影响。
2017-06-20 hep-ph
Chiral magnetohydrodynamics for heavy-ion collisions
手征磁效应（CME）是由手征反常引起的一种宏观输运效应。本文综述了近年来对发生CME等反常输运的手征等离子体性质的理论研究进展。特别是，异常电流和动态电磁场的非平凡的相互作用进行了讨论。我们还回顾了重离子碰撞中反常输运效应模型的理论现状。
2017-05-26 hep-ph nucl-th
Relativistic Spin Magnetohydrodynamics
从有磁场存在时自旋为1/2的大质量粒子的动力学理论描述出发，得到了小极化极限下的相对论耗散无阻磁流体动力学方程.我们使用弛豫时间近似的碰撞内核在相对论性玻尔兹曼方程和计算非平衡修正自旋极化粒子的相空间分布函数。我们证明，我们的框架自然会导致著名的爱因斯坦-德哈斯和巴内特效应的出现。我们得到了多个输运系数，并首次证明了流体动力学方程中自旋与磁场的耦合是以梯度阶出现的。
2022-11-07 hep-ph hep-th nucl-th
Chiral magnetohydrodynamics with zero total chirality
本文模拟零总手征性条件下手征磁流体动力学中磁场与手征化学势的耦合演化，揭示CPI、涡旋转折和自旋翻转对逆级联及螺旋度守恒的作用。
2023-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Revisiting relativistic magnetohydrodynamics from quantum electrodynamics
在$(3+1)$维量子电动力学的基础上，给出了相对论性磁流体力学的统计力学推导，该系统具有磁单形对称性.守恒律和本构关系是在一个显着的协变方式相对于一般的坐标变换。局部Gibbs系综（或非平衡统计算子）方法与热力学泛函的路径积分公式相结合，使我们能够得到本构关系的精确形式。应用导数展开的精确公式，我们推导出相对论磁流体力学的一阶本构关系。保持宇称和电荷共轭对称性的QED等离子体的结果是配备了两个电折射率和五个（三个体和两个剪切）粘度。我们还表明，这些输运系数满足Onsager的倒数关系和一组不等式，表明半积极的熵产生率符合当地的热力学第二定律。
2022-01-17 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech hep-ph
Laminar and turbulent dynamos in chiral magnetohydrodynamics. II. Simulations
使用直接数值模拟（DNS），我们研究层流和湍流发电机在手征磁流体动力学（MHD）与一组扩展的方程，占额外的贡献，由于手征磁效应（CME）的电流。这种量子现象起源于存在磁场时左右手相对论费米子之间的不对称性，并产生了手征发电机。结果表明，磁场演化过程分为三个阶段：（1）小尺度手征发电机不稳定性;（2）产生手征磁驱动湍流，并由于新的手征效应（α_mu效应）激发大尺度发电机不稳定性;（3）磁螺旋度饱和，磁场增长受总手征的守恒定律控制. $α_μ$效应在大的流体和磁雷诺数下占主导地位，并且与动力学螺旋度无关。数值模拟中测量的大尺度磁场的增长率及其特征尺度与基于平均场论的理论预测吻合得很好。先前讨论的两阶段手征磁场方案不包括阶段（2），在阶段（2）期间，磁场变化的特征尺度可以增加许多数量级。基于数值模拟的结果，讨论了早期宇宙和原中子星的相对论等离子体中CME和手征效应的相关性。
2018-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Relativistic magnetohydrodynamics
给出了考虑极化效应、电场效应和导数展开的相对论流体力学方程。我们列举的输运系数在领导阶导数，包括电导率，粘度和热力学系数。我们发现了由于熵产生的正性对输运系数的限制，并导出了相应的久保公式。对于磁场中的中性态，小涨落包括阿尔芬波、磁声波和耗散模。对于在磁场中具有非零动态电荷密度的状态，除了具有二次色散关系的类阿尔芬波之外，等离子体振荡间隙出所有传播模式。我们涉及的“常规”磁流体力学（制定使用麦克斯韦方程组的物质）的传输系数的“双”版本的磁流体力学（制定使用保守的磁通量）。
2017-03-26 hep-ph hep-th nucl-th
New developments in relativistic magnetohydrodynamics
相对论性磁流体力学（RMHD）对各种物理系统中的低能长波现象提供了非常有用的描述，从重离子碰撞中的夸克-胶子等离子体到超新星、致密星和早期宇宙中的物质。本文综述了近年来RMHD理论研究的进展，包括从磁通量守恒的角度利用熵流分析建立RMHD公式，应用于量子电动力学的非平衡统计算符方法，以及相对论动力学理论。我们讨论了如何在动力学理论和微扰量子场论中计算RMHD中的输运系数。我们还探讨了集体模式和RMHD的不稳定性，特别强调在奇偶奇等离子体的手征性的作用。最后，我们对RMHD的发展前景进行了展望，包括与自旋流体力学的相互作用和磁通量守恒的新动力学框架。
2022-09-18 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Laminar and turbulent dynamos in chiral magnetohydrodynamics-I: Theory
具有相对论性粒子的等离子体的磁流体动力学（MHD）描述必然包括额外的新领域，与轴向电荷相关联的手性化学势（即，右手和左手相对论费米子之间的数量差异）。该手性化学势对等离子体的电流密度（\emph{chiral magnetic effect}）产生贡献。我们提出了一个自洽处理的\emph{chiral MHD equations}，其中包括反反应的磁场上的手征化学势和它的相互作用与等离子体速度场。一些新的现象被展出。首先，我们表明，手征磁效应的不可压缩流的Alfvén波的频率降低，可压缩流的Alfvén波和快磁声波的频率增加，并降低慢磁声波的频率。其次，我们表明，除了众所周知的层流手征发电机效应，这是不相关的流体运动，有一个发电机所造成的共同作用的速度剪切和手征磁效应。在湍流的平均动力学螺旋度消失的存在下，推导的平均场手征MHD方程描述了由手征α效应引起的湍流大尺度发电机，这对于大的流体和磁雷诺数是占主导地位的。手征α效应是由于手征磁效应和由缠结磁波动（其由剪切速度波动引起的大尺度磁场的缠结产生）产生的小尺度电流的波动的相互作用。这些发电机效应可能对早期宇宙、中子星和夸克-胶子等离子体的动力学产生有趣的影响。
2017-09-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Generalized relativistic second order magnetohydrodynamics: A correlation function approach using Zubarev's nonequilibrium statistical operator
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院罗尔基分校）
本文基于总能量动量守恒和Bianchi恒等式，构建了Zubarev非平衡统计算符框架下的相对论第二阶磁流体力学，推导了所有耗散张量，并给出了第二阶输运系数的Kubo公式。
2025-12-15 hep-ph hep-th nucl-th
Relativistic magnetohydrodynamics with spin
本研究提出带自旋极化粒子的相对论无电阻耗散磁流体动力学新框架，通过扩展相空间动力学方程推导一阶耗散流运动方程，发现涡度与磁化经电磁场耦合的相对论效应，为重离子碰撞极化研究提供工具。
2024-01-29 hep-ph nucl-th
Hydrodynamic fluctuations and topological susceptibility in chiral magnetohydrodynamics
该研究计算手性磁流体动力学涨落中拓扑密度的单圈实时磁化率，验证零背景磁场下热涨落不影响轴荷衰减率，证实经典流体动力学描述的有效性，并揭示磁化率的非解析频率依赖特性。
2024-03-25 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Numerical Simulation for General Relativistic Magnetohydrodynamics in Dynamic Spacetimes
本文提出一种基于切比雪夫傅里叶网格的高阶间断谱求解器，在BSSN Valencia框架内实现动态时空GRMHD自洽演化，并通过收敛性测试和三维可视化验证其对黑洞吸积-喷流系统的高精度模拟能力。
2025-08-14 astro-ph.HE cs.NA hep-ph
Relativistic Dissipative Magnetohydrodynamics from the Boltzmann equation for a two-component gas
本文从玻尔兹曼方程出发，利用矩方法推导了二组分带电粒子流体的相对论耗散磁流体力学方程，发现剪切应力张量分裂为三个非简并分量，且强磁场下出现振荡行为，超越Israel-Stewart理论。
2024-05-22 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Modified Magnetohydrodynamics Around the Electroweak Transition
我们分析的解决方案的磁流体动力学方程周围的电弱过渡考虑到手征异常的影响。结果表明，一个过渡，不是一阶有直接的后果之间的不对称性的演变左手和右手轻子。假设在高于转变温度的温度下在对称相中存在初始手性不对称性，以及存在磁场，证明了不对称性通常随时间增长，直到它在转变时经历快速降低，然后最终在较低温度下在断裂相中得到阻尼。我们认为，它是不太可能有任何显着的磁场放大的结果，在标准模型的电弱跃迁，即使手征异常被引入。左手和右手电荷载流子之间的手性不对称性的存在自然导致从非螺旋场产生螺旋磁场，并且这可以对它们随后的演变产生影响。
2016-07-13 astro-ph.CO hep-ph
1+1 dimensional relativistic magnetohydrodynamics with longitudinal acceleration
非中心重离子碰撞产生最强的磁场，其数量级为$10^{18}-10^{19}$高斯，这是由于带正电的旁观者以接近光速的速度运动而产生的电流。在非中心重离子碰撞的夸克-胶子等离子体离子体流体动力学描述中，这种瞬态电磁场可能引起各种新的效应。研究了纵向加速度对具有横向磁场的1+1维相对论磁流体力学的影响。我们分析了系统能量密度随时间的演化。我们发现纵向加速度参数$λ^*$、磁场衰减参数$a$、状态方程$κ$和初始磁化强度$σ_0$对系统能量密度和温度的演化有重要影响。
2019-07-02 hep-ph nucl-th
Quantifying uncertainties in general relativistic magnetohydrodynamic codes
本研究针对广义相对论磁流体力学开源代码的模拟差异问题，升级了IllinoisGRMHD代码并比对四款同物理框架、不同算法的代码，发现并合时间等关键特征存在差异，指出需解决该问题以支撑核物质性质推断。
2022-10-26 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Linear causality and stability constraints on relativistic second-order magnetohydrodynamics
Central China Normal University（华中师范大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）
基于熵流分析构建相对论二阶磁流体力学框架，通过线性模式分析研究因果性和稳定性对各向异性系统的约束，揭示了磁声、阿尔文和电荷扩散模式的渐近色散关系及因果性边界。
2026-10-23 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Relativistic non-resistive viscous magnetohydrodynamics from the kinetic theory:a relaxation time approach
在弛豫时间近似下，导出了相对论性无阻粘性二阶磁流体力学方程。利用单粒子分布函数的Chapman-Enskog类梯度展开，求解了粒子和反粒子质点系的Boltzmann方程。在第一阶中，输运系数与磁场无关。在二阶，新的输运系数，耦合磁场和耗散量出现这是不同的14矩近似\cite{Denicol:2018rbw}中得到的磁场的存在下。然而，在弱磁场的限制下，这些方程的形式与14矩近似相同，只是这些系数的值不同。我们还推导了Navier-Stokes极限下的各向异性输运系数。
2020-11-03 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
1+1 dimensional relativistic viscous non-resistive magnetohydrodynamics with longitudinal boost invariance
本文研究了1+1维相对论无电阻磁流体力学，推导了包含剪切粘度的一阶和二阶解析解，发现磁场与剪切粘度共同导致流体早期加热及后续冷却变慢，显著影响QGP温度演化。
2024-11-18 hep-ph nucl-th
Generalization of Bantilan-Ishi-Romatschke flow to Magnetohydrodynamics
本文将相对论流体力学的BIR解推广到相对论磁流体力学。利用Kerr-AdS 5黑洞边界的对称性和某些简化的假设，我们求解了高导电流体在此边界上的RMHD方程。然后，我们将得到的解变换到平坦时空。此外，我们表明，无力条件导致的磁场成为奇异的特定点，并提出了一个正则化过程中消除的奇异性。正则化过程揭示了非零电流在RMHD中的重要性。
2019-11-23 gr-qc hep-ph hep-th
Analytic Bjorken flow in one-dimensional relativistic magnetohydrodynamics
在相对论性重离子碰撞的初始阶段，由于碰撞电荷的大速度而产生强磁场。这些场的演化在重离子碰撞的流体动力学描述中是一个新颖而有趣的特征。在这项工作中，我们研究了解析的一维，纵向助推不变运动的理想流体中存在的横向磁场。有趣的是，我们发现，在理想磁流体力学的极限，即，对于无限的传导率，并且与初始磁化强度无关，流体能量密度$e$随适当时间的衰减$τ$与历史悠久的没有磁场的“Bjorken流”相同。此外，当磁场被假定为衰减$\sim τ^{-a}$时，其中$a$是任意数，根据$a$是大于还是小于1，可以找到两类解析解。总之，这里给出的解析解强调了比约肯流比以前认为的更一般。这些解决方案既可以深入了解强磁场存在下的重离子碰撞动力学，又可以作为数字代码的测试平台。
2015-08-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Relativistic nonlinear axion magnetohydrodynamics
建立了广义相对论磁流体力学的新的非线性轴向扩展形式。这个理论的自洽形式主义是基于引入新的统一标量不变量的拉格朗日，这是二次的麦克斯韦张量，并包含两个周期函数的赝标量（轴子）场。所构造的统一不变量和所阐述的非线性理论作为一个整体，对于两种对称性是不变的：第一，与轴子场的性质相关的离散对称性;第二，电磁学内在的Jackson SO（2）型对称性。在Eckart粘性导热流体理论的框架下，建立了描述流体动力学流动速度四矢量的主方程子系统。对轴向扩展的非线性Faraday、Gauss和Ampere方程进行了补充，提出了介质大电导率的概念，这种电导率通常伴随着电场的消失。我们提出了两个基本上新的非线性模型，在这个模型的框架内，反常电导率被有限赝标（轴子）场的适当行为所补偿，使磁流体动力学流中的电场是有限的（或者与磁场成比例，或者与介质旋转的角速度成比例）。
2022-04-11 gr-qc hep-ph
Charge diffusion in relativistic resistive second-order dissipative magnetohydrodynamics
研究了相对论电阻性二阶耗散磁流体力学中的电荷扩散。在这个理论中，电荷扩散不是简单地由标准的欧姆定律的Navier-Stokes形式给出，而是由确保因果性和稳定性的演化方程给出。这又导致电荷扩散电流中的瞬态效应，其性质取决于电导率和电荷扩散弛豫时间的特定值。由此产生的运动方程具有所谓的刚性特征，在数值求解时需要特别小心。为此，我们专门开发了一个隐式显式龙格库塔法求解相对论电阻二阶耗散磁流体力学，并进行了各种测试。然后，我们研究了系统的演化在一个简化的1+1维的情况下的重离子碰撞，其中物质和电磁场被假定为横向均匀的，并调查的情况下，最初的非膨胀流体和流体最初根据Bjorken缩放流膨胀。在后一种情况下，尺度不变性被随之而来的物质和电磁场的自洽动力学打破。然而，只有当电磁场足够强时，断裂才变得定量重要。电导率越小，尺度不变性的破坏越大。从电荷扩散电流和稳定性的熵产生方面进行了讨论。
2023-02-16 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Relativistic resistive dissipative magnetohydrodynamics from the relaxation time approximation
在这里，我们推导出相对论电阻耗散二阶磁流体动力学演化方程组使用玻尔兹曼方程，从而扩展了我们的工作，从以前的文件\href{https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP03(2021)216}{JHEP 03 (2021) 216}，我们考虑了非电阻限制。我们解决了一个质点系和反粒子使用弛豫时间近似和Chapman-Enskog的梯度展开的非平衡分布函数，截断超过二阶的玻尔兹曼方程。在一阶情况下，体应力和剪应力与电磁场无关，而扩散电流则与电场有关。在第一阶中，输运系数（剪切应力和体应力）与电磁场无关。然而，扩散电流显示出对电场的依赖性。在二阶近似下，出现了新的耦合电磁场和耗散量的输运系数，这与在有电磁场存在的情况下用14矩近似~ \cite{Denicol:2019iyh}得到的输运系数不同。我们还发现了在这种情况下导电性的各种成分。
2021-09-24 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
On Quantum Anomalous Effects in Electrodynamics of the Early Universe
本文研究了量子反常效应对高能电动力学描述的影响。我们认为，在温度可比的电弱标度，早期宇宙和中子星等对象的特征，导电等离子体中的电磁场的描述需要扩展到包括手征异常的影响。它表明，手征效应可以有显着的影响磁场的演变，往往会产生指数放大，从最初的非螺旋场的磁螺旋的创建，并可能导致逆能量转移。我们进一步讨论了围绕电弱跃迁的修正的磁流体力学方程。得到的解决方案表明，右手和左手的带电费米子之间的不对称性可以忽略不计的质量通常随着时间的增长时，接近电弱交叉从较高的温度，直到它经历了一个快速下降的过渡，然后最终得到阻尼在较低的温度在破碎的阶段。同时，由于手征效应，磁场的耗散变慢。此外，我们报告的手征磁流体动力学湍流的研究中的一些第一次分析尝试。使用简化制度和定性参数的分析，它表明，异常效应可以强烈支持湍流逆级联，并导致更快的增长的相关长度相比，由非手征磁流体动力学预测的演变。最后，讨论了手征磁流体力学湍流向最小能态的弛豫。
2021-02-21 hep-ph
Anomalous magnetohydrodynamics with constant anisotropic electric conductivities
本文研究了具有各向异性常数电导率的纵向推进不变Bjorken流中的反常磁流体动力学。为了简单起见，我们考虑中性流体和横向方向上的无力磁场。在实验室坐标系中，我们导出了电磁场、手征密度和能量密度随时间变化的解析解。
2020-04-14 hep-ph nucl-th
