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Concept

Constante de couplage

En physique, une constante de couplage est un nombre caractéristique de l'intensité d'une interaction. Physique classique En physique classique les constantes de couplage interviennent en mécanique et en électromagnétisme :

la constante de couplage de deux circuits linéaires, comme l'inductance mutuelle M d'un transformateur. Voir aussi l'article Couplage de deux oscillateurs électriques ;
la constante de couplage de deux systèmes mécaniques, souvent notée k, caractérise leur dépendance l'un à l'autre.

Physique des particules En physique des particules, le modèle standard introduit trois constantes de couplage associées aux trois interactions fondamentales :

la constante de structure fine, constante de couplage de l'interaction électromagnétique : nombre sans dimension qui compare la charge élémentaire au produit hc ;
la constante de couplage de l'interaction nucléaire forte ;
la constante de couplage de l'interaction nucléaire faible.

Physique

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Electrical conductivity of hot Abelian plasma with scalar charge carriers

Oleksandr Sobol

We study the electrical conductivity of hot Abelian plasma containing scalar charge carriers in the leading logarithmic order in coupling constant alpha using the Boltzmann kinetic equation. The leading contribution to the collision integral is due to the Moller and Bhabha scattering of scalar particles with a singular cross section in the region of small momentum transfer. Regularizing this singularity by taking into account the hard thermal loop corrections to the propagators of intermediate particles, we derive the second order differential equation which determines the kinetic function. We solve this equation numerically and also use a variational approach in order to find a simple analytical formula for the conductivity. It has the standard parametric dependence on the coupling constant sigma approximate to 2.38T/(alpha log alpha(-1)) with the prefactor taking a somewhat lower value compared to the fermionic case. Finally, we consider the general case of hot Abelian plasma with an arbitrary number of scalar and fermionic particle species and derive the simple analytical formula for its conductivity.

2019

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Backreaction of electromagnetic fields and the Schwinger effect in pseudoscalar inflation magnetogenesis

Oleksandr Sobol

We study magnetogenesis in axionlike inflation driven by a pseudoscalar field phi coupled axially to the electromagnetic (EM) field (beta/M-p)phi F-mu nu(F) over tilde mu nu with dimensionless coupling constant beta. A set of equations for the inflaton field, scale factor, and expectation values of quadratic functions of the EM field is derived. These equations take into account the Schwinger effect and the backreaction of generated EM fields on the Universe expansion. It is found that the backreaction becomes important when the EM energy density reaches the value rho(EM) similar to (root 2 epsilon/beta)rho(inf) (epsilon is the slow-roll parameter and rho(inf) is the energy density of the inflaton) slowing down the inflaton rolling and terminating magnetogenesis. The Schwinger effect becomes relevant when the electric energy density exceeds the value rho(E) similar to alpha(-3)(EM)(rho(2)(tot)/M-p(4)), where rho(tot) = 3H(2)M(p)(2) is the total energy density and alpha(EM) is the EM coupling constant. For large beta, produced charged particles could constitute a significant part of the Universe energy density even before the preheating stage. Numerically studying magnetogenesis in the alpha-attractor model of inflation, we find that it is possible to generate helical magnetic fields with the maximal strength 10(-15) G, however, only with the correlation length of order 1 pc at present.

2019

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Anomalous Abelian solitons

Matthias Schmid

The chiral Abelian Higgs model contains an interesting class of solitons found by Rubakov and Tavkhelidze. These objects carry non-zero fermion number NF (or Chern-Simons number NCS, what is the same because of the chiral anomaly) and are stable for sufficiently large NF. In this paper we study the properties of these anomalous solitons. We find that their energy-versus-fermion-number ratio is given by E ∼ NCS 3 / 4 or E ∼ NCS 2 / 3 depending on the structure of the scalar potential. For the former case we demonstrate that there is a lower bound on the soliton energy, which reads E ≥ c NCS 3 / 4, where c is some parameter expressed through the masses and coupling constants of the theory. We construct the anomalous solitons numerically accounting both for Higgs and gauge dynamics and show that they are not spherically symmetric. The thin wall approximation valid for macroscopic solutions with NCS ≫ 1 is discussed as well. © 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

2007

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PHYS-416: Particle physics II

Presentation of the electroweak and strong interaction theories that constitute the Standard Model of particle physics. The course also discusses the new theories proposed to solve the problems of the Standard Model.

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This course is an introduction to the non-perturbative bootstrap approach to Conformal Field Theory and to the Gauge/Gravity duality, emphasizing the fruitful interplay between these two ideas.

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