Ferromagnetic properties of charged vector boson condensate

Abstract

Bose-Einstein condensation of W bosons in the early universe is studied. It is shown that, in the broken phase of the standard electroweak theory, the condensed W bosons form a ferromagnetic state with aligned spins. In this case the primeval plasma may be spontaneously magnetized inside macroscopically large domains and form magnetic fields which may be the seeds for the observed today galactic and intergalactic fields. However, in a modified theory, e.g. in a theory with stronger quartic self interactions of gauge bosons e.g. due to a smaller value of the weak mixing angle, antiferromagnetic condensation is possible. In the latter case W bosons form scalar condensate with macroscopically large electric charge density i.e. with a large average value of the bilinear product of W-vector fields but with microscopically small average value of the field itself.

Конденсация заряженных бозонов в физике плaзмы и космологии

“…Конденсация заряженных векторных бозонов теории слабого взаимодействия могла иметь место в ранней Вселенной, если космологическая лептонная асиммет-рия была достаточно велика [8].…”

“…Спин-спиновый потенциал, возникающий за счет взаимодействия магнитных моментов, можно найти из аналога уравнения Брейта для векторных частиц [8]:…”

“…Можно показать, что для нерелятивистских Z-бозонов их вклад исчезает [8]. Однако если импульс, переносимый виртуальным Z-бозоном, не является прене-брежимо малым по сравнению с его массой, то вклады Z-бозона и фотона будут сравнимыми.…”

“…В присутствии КБЭ экранированный по-тенциал коренным образом изменяется и превращается в осциллирующую функцию расстояния, которая убывает либо экспоненциально, либо как степень расстояния r. В настоящей работе обсуждается влияние КБЭ заряженного скалярного поля на экранирование заряженных частиц в плазме на основе работ [7], выполненных авто-ром совместно с Лепиди и Пиччинелли. Обсуждение ферромагнетизма конденсата основывается на работе [8] той же группы. Более подробный список литературы имеется в вышеупомянутых работах.…”

Condensation of charged bosons in plasma physics and cosmology

“…It is based on the works done in collaboration with A. Lepidi and G. Piccinelli [6]. The second part about ferromagnetism of the condensate of charged vector bosons is based on paper [7] of the same group. More detailed list of references can be found in these papers.…”