undefined

Chiral Instabilities and the Onset of Chiral Turbulence in QED Plasmas

Publiceringsår

2020

Upphovspersoner

Mace, Mark; Mueller, Niklas; Schlichting, Soeren; Sharma, Sayantan

Abstrakt

We present a first principles study of chiral plasma instabilities and the onset of chiral turbulence in QED plasmas with strong gauge matter interaction (e2Nf=64), far from equilibrium. By performing classical-statistical lattice simulations of the microscopic theory, we show that the generation of strong helical magnetic fields from a helicity imbalance in the fermion sector proceeds via three distinct phases. During the initial linear instability regime the helicity imbalance of the fermion sector causes an exponential growth (damping) of magnetic field modes with right- (left-) handed polarization, for which we extract the characteristic growth (damping) rates. Secondary growth of unstable modes accelerates the helicity transfer from fermions to gauge fields and ultimately leads to the emergence of a self-similar scaling regime characteristic of a decaying turbulence, where magnetic helicity is efficiently transferred to macroscopic length scales. Within this turbulent regime, the evolution of magnetic helicity spectrum can be described by an infrared power spectrum with spectral exponent κ=10.2±0.5 and dynamical scaling exponents α=1.14±0.50 and β=0.37±0.13.
Visa mer

Organisationer och upphovspersoner

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Volym

124

Nummer

19

Artikelnummer

191604

Publikationsforum

65028

Publikationsforumsnivå

3

Öppen tillgång

Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst

Ja

Öppen tillgång till publikationskanalen

Delvis öppen publikationskanal

Parallellsparad

Ja

Övriga uppgifter

Vetenskapsområden

Fysik

Nyckelord

[object Object],[object Object],[object Object]

Publiceringsland

Förenta staterna (USA)

Förlagets internationalitet

Internationell

Språk

engelska

Internationell sampublikation

Ja

Sampublikation med ett företag

Nej

DOI

10.1103/PhysRevLett.124.191604

Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling

Ja