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
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
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
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
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
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
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
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
Magnetohydrodynamics of Chiral Relativistic Fluids
我们研究了带电相对论费米子等离子体在非常高的温度$T\gg m$，其中$m$是费米子质量，耦合到电磁场的动力学。特别是，我们得到这样的等离子体的演化的磁流体动力学描述。我们表明，相比传统的MHD的非相对论粒子的等离子体，流体动力学描述的相对论等离子体涉及新的自由度所描述的伪标量场起源于一个本地的不对称性的密度的左手和右手费米子。这个场可以解释为有效的轴子场。考虑到手征异常，我们提出的动力学方程的演变，以及其他领域出现在MHD描述的等离子体。由于它与螺旋磁场的非线性耦合，轴子场对磁化等离子体的动力学有显著的影响，并能产生一种新型的逆级联。
2015-04-19 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
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
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
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
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
Evolution of magnetic fields from the 3+1 dimensional self-similar and Gubser flows in ideal relativistic magnetohydrodynamics
最近发现的$1+1$维Bjorken流在理想和非理想相对论磁流体力学（MHD）的实现的动机，我们使用适当的对称参数，并确定所产生的磁场的演变$3+1$维自相似和Gubser流在无限导电相对论流体（理想MHD）。在$3+1$维自相似流的情况下，我们到达一个家庭的解决方案，这是通过相应的欧拉方程所产生的微分方程相关。为了研究Gubser流的磁场演化，我们求解了共形平坦$dS^{3}\times E^{1}$时空中静止流体的MHD方程。然后将结果外尔变换回闵可夫斯基时空。在这种情况下，所产生的磁场的时间演变显示出早期$1/t$衰减到后期$1/t^{3}$衰减之间的过渡。这里，$t$是时间坐标。还发现了由这些流动产生的磁场的横向和纵向分量，后者对流体的横向尺寸很敏感。与Gubser流的结果相反，自相似流产生的磁场的径向有效域受到高度限制。结果的比较表明，（共形）Gubser MHD可能给出一个更合适的定性图像的磁场衰减在等离子体中的夸克和胶子在重离子碰撞。
2018-07-25 hep-ph hep-th nucl-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
