Probing a Possible Vacuum Refractive Index with Gamma-Ray Telescopes
我们使用了一个量子时空泡沫的弦模型，提出真空可能表现出一个非平凡的折射率，它与伽马射线能量呈线性关系：eta-1 ~ E_gamma/M_QG 1，其中M_QG 1是量子引力的典型质量标度，可能为~ 10^18 GeV：见《物理快报》。B 665，412（2008）和其中的参考文献。MAGIC、HESS和费米伽马射线望远镜最近已经探测了这种依赖于能量的真空折射率的可能存在。所有人都发现了高能光子的时间滞后迹象，但不能排除它们是由于源的固有延迟造成的可能性。然而，MAGIC和HESS观测到的活动星系核Mkn 501和PKS 2155-304的发射时间滞后是相互兼容的，折射率线性依赖于伽马射线能量，M_QG 1 ~ 10^18 GeV。我们结合他们的结果来估计时间滞后Δ t预期的最高能量的光子从伽玛暴080916 c测量的费米望远镜，它有一个能量~ 13.2 GeV，假设红移z = 4.2 \pm 0.3测量GROND。在折射率线性依赖于伽马射线能量的情况下，我们预测Δ t = 25 \pm 11 s。这与费米合作组织报道的时间滞后Δ t <= 16.5 s是一致的，而在折射率与伽马射线能量成二次方关系的情况下，时间滞后可以忽略不计。我们提出了一个未来观测的策略，可以区分量子引力效应和MAGIC，HESS和费米伽马射线望远镜观察到的时间滞后的其他解释。
2009-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Vacuum Cherenkov radiation in supercritical magnetic fields
Cinvestav（墨西哥国立科学研究中心）
基于Euler-Heisenberg理论，研究临界和超临界磁场中真空折射率变化导致的切伦科夫辐射，并与同步辐射比较。
2026-09-11 gr-qc
Deflection of light rays by spherically symmetric black hole in dispersive medium
介质对光线引力偏转的影响在文献中被广泛讨论，最简单的非平凡情况：冷非磁化等离子体。在这篇文章中，我们将这些研究推广到具有给定折射率的任意透明色散介质的情况。本文计算了在球对称折射率介质中按一般球对称度规运动的光线的偏转角。导出了圆光轨道半径的计算公式。我们详细讨论了这些结果的性质和各种特殊情况。特别是，我们表明，乘以一个常数的折射率不影响偏转角和半径的圆形轨道。同时，色散的存在使得即使在空间均匀介质中，其轨迹也不同于真空情况。作为结果的应用之一，我们计算了大质量物体被均匀色散介质包围时真空引力偏转角的修正。作为另一个应用，我们给出了被任意折射率介质包围的黑洞阴影的计算。我们的研究结果可以作为基础的各种等离子体模型的研究以外的冷等离子体的情况。
2021-01-31 gr-qc
Time Delays of Strings in D-particle Backgrounds and Vacuum Refractive Indices
利用弦/D-膜散射振幅计算中的标准技术，我们评估了膜世界场景中开弦离开D-粒子的散射。D粒子被看作是围绕着三个循环的D3膜，它们嵌入膜世界构成了一个交叉膜的例子，其中弦被拉伸，代表了标准模型（SM）粒子在低能极限下的各种类型的激发。我们的分析，揭示了有趣的和新颖的选择规则所产生的因果时间延迟，成比例的入射物质状态的能量，从分裂，捕获和重新发射后者的D粒子的过程。特别是，我们发现，有相对较大的时间延迟，只有属于Cartan子代数的SM规范群，其中特别包括光子的激发。我们讨论了这些结果的时空泡沫模型预测一个非平凡的真空折射率的光子和相关的宇宙γ射线现象可能的相关性。特别是，我们证明了如何低弦尺度模型可以被证伪已经在这种情况下，通过目前的天体物理观测宇宙光子，以及如何这样的观测作为一种方式来区分从高弦尺度模型。
2009-06-30 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational waves in vacuum spacetimes with cosmological constant. II. Deviation of geodesics and interpretation of non-twisting type N solutions
在一般时空中，在一个与给定观测者相联系的适当选择的基本上唯一的坐标系中，测地线偏差方程可以分解为描述特定效应的项的总和：与宇宙学常数相关的各向同性（背景）运动，与引力波效应对应的横向运动，纵向运动和库仑效应。讨论了框架沿测地线平移的条件。适当的坐标的引入和明确的坐标形式的框架确定的时空承认一个非扭曲的零汇。然后分析了所有具有宇宙学常数λ的非扭曲N型真空解（非扩展的Kundt类和扩展的Robinson-Trautman类）的特殊性质.证明了这些时空可以被理解为两个偏振模“+”和“x”的精确横向引力波，位移为π/4，它们在Minkowski、de Sitter或反de Sitter背景上传播。在无对称辐射时空中，λ>0的解可以作为宇宙“无毛”猜想的精确证明。
1999-07-13 gr-qc
Quantum vacuum emission in a nonlinear optical medium illuminated by a strong laser pulse
一个强的光脉冲在非线性克尔介质中传播时会产生折射率的变化，使光在脉冲内外以不同的速度传播。通过调节脉冲速度，在合适的频率窗口内可以得到模拟黑洞视界。在本文中，我们发展了一个量子理论的光传输的这种系统，包括频率色散的折射率的介质耦合的电磁场的物质偏振场。在单黑洞视界的结构中，自发发射粒子的光谱与霍金辐射有一些相似之处。此外，即使在无水平系统中，由于介质的色散性质，自发真空发射仍然是可能的，但具有显着不同的光谱特性。
2013-02-27 gr-qc hep-th physics.optics
DSR, Optics and Electrodynamics
本研究探索DSR理论中的相关解，借助其与光学、力学的相似性推导修正折射率与修正电动力学，还得到普朗克长度一阶的类常规洛伦兹变换的修正形式。
2024-08-12 gr-qc
The Refractive Index of Curved Spacetime: the Fate of Causality in QED
长期以来，人们已经知道QED中的真空偏振导致光在弯曲时空中传播的超光速低频相速度。假设Kramers-Kronig色散关系是正确的，这将意味着超光速波前速度和因果关系的破坏。在这里，我们计算的第一次使用世界线西格玛模型技术连同时空的彭罗斯平面波极限在零测地线附近的折射率的全频率依赖性。我们发现，相速度（即波前速度）的高频极限总是等于c和因果关系的保证。然而，Kramers-Kronig色散关系被违反，由于在上半复平面的折射率的非解析性，其起源可以追溯到零测地同余的一般聚焦性质和共轭点的存在。这就对弯曲时空中的局部量子场论中的微观因果性问题提出了质疑，即在类空分离点上，场算符的子算符消失。
2007-10-29 gr-qc hep-th
Electromagnetic Casimir effect and the spacetime index of refraction
在文献[5]中，我们考虑了弱引力场中的Casimir装置，研究了真空能量对引力场的响应。我们的方法是基于一个猜想，涉及时空作为折射介质的解释及其对真空能量的影响组成的虚无质量标量粒子。在那里，它显示了如何从无质量的标量场的情况中推断出虚光子作为真空成分的情况。在这里，我们明确地表明，同样的猜想适用于电磁真空组成的虚光子。具体地说，我们表明，边界条件施加在矢量场的分量上，分解成两个标量场，导致光子相同的频移。利用同样的分解和我们的猜想，我们还计算了弱引力场中Casimir装置的电磁能量密度。
2012-02-29 gr-qc
Optical Anisotropy of Schwarzschild Metric within Equivalent Medium Framework
人们早就知道，在引力存在下，弯曲空间可以被描述为具有不同本构方程的平坦几何形状的非均匀各向异性介质。在这篇文章中，我们表明，这样的介质的本征偏振可以精确地解决，导致一个伪各向同性的描述弯曲的真空与两个折射率本征值具有相反的符号，这对应于向前和向后旅行的时间。我们的结论是，对于一个旋转的宇宙，时间反演对称性被打破。我们还证明了这种方法的适用性Schwarzschild度规和推导出精确的形式的折射率。我们导出了球对称、非旋转和不带电黑洞周围空间的微妙光学各向异性的一个优雅的封闭形式的表达式，并表明在这样的伪各向同性系统中的折射率将是坐标的函数以及传播方向。这种各向异性所产生的光的弯曲的校正示出和简化的方程组中的等效介质中的史瓦西度规的光线追迹被发现。
2009-12-16 gr-qc
When does a sphere fall like a point particle? Quadrupole universality and Weyl-driven hexadecapole deviations in vacuum general relativity
Instituto de Física Gleb Wataghin, Universidade Estadual de Campinas（坎皮纳斯州立大学格莱布·瓦塔金物理研究所）；Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学自然与人文科学中心）
研究真空广义相对论中无自旋球形扩展测试体何时像点粒子运动，利用迪克森协变多极形式体系得出四极阶数内的普遍性，十六极阶数有外尔驱动的力，计算了史瓦西时空相关力和修正，还发现十六极矩调制产生的影响。
2026-07-27 gr-qc
Gravitational Lensing in Plasmic Medium
综述了等离子体对引力透镜各种效应的影响。利用引力作用下介质中几何光学的哈密顿方法，导出了球对称密度分布等离子体中黑洞（或另一个具有Schwarzschild度规的物体）对光子偏转角的精确公式.在这种情况下，偏转角由不同因素的相互组合决定：重力、色散和折射。虽然真空中重力偏转和非均匀介质中折射偏转的效应是众所周知的，但新的效应是，在均匀等离子体的情况下，在没有折射偏转的情况下，重力偏转不同于真空偏转，并且取决于光子频率。当等离子体存在非均匀性时，也会发生色折射偏转，因此等离子体的存在总是使引力透镜产生色效应。特别地，如果在不同波长下观察，等离子体的存在导致相同图像的不同角位置。详细讨论了在不同情况下如何应用所提出的偏转角计算公式。本文还讨论了等离子体中超过弱偏转近似的引力透镜。
2015-07-24 astro-ph.CO gr-qc
Geometric Invariant Measuring the Deviation from Kerr Data
构造了真空爱因斯坦场方程正则渐近欧氏数据的几何不变量。当且仅当数据对应于克尔黑洞时空的一个切片时，这个不变量才消失--因此，它提供了一个通用数据的非克尔行为的度量。为了进行几何不变量的构造，我们引入了近似Killing旋量的概念。
2010-06-14 gr-qc
3+1 formulation of light modes in nonlinear electrodynamics
本文提出一种3+1表述，用于确定Plebanski型非线性电动力学中的光模式，并给出计算折射率和偏振向量的显式公式，可应用于地面实验与天体物理观测中的真空双折射研究。
2025-03-13 gr-qc
On a Peculiar Family of Static, Axisymmetric, Vacuum Solutions of the Einstein Equations
Zipoy-Voorhees家庭的静态，轴对称真空解决方案形成了一个有趣的家庭，因为它包含史瓦西黑洞除了所有其他成员有裸奇点。通过研究一类自然的2-曲面，分析了奇点附近区域的一些性质。我们建立，这些有2-球的应用高斯-邦纳定理的拓扑结构。通过计算面积，我们建立了奇异区域是“点状”的。等距嵌入这些表面在三维欧几里德空间是用来区分这两种类型的偏离球对称。
2000-12-24 gr-qc
Kinematic study of the effect of dispersion in quantum vacuum emission from strong laser pulses
强光脉冲在非线性介质中传播会引起局部折射率的有效变化。通过对脉冲速度的适当调节，脉冲的前沿和后沿被预测为在无色散介质的极限下表现为类似的黑白视界。在本文中，我们研究了一个更现实的情况下，介质的频率色散是充分考虑。只要在同动系中出现具有负模的正频率模，量子真空辐射的自发发射将与视界的存在无关。最后，我们调查的运动学约束的排放，我们表明，观察霍金发射的最佳方向形成一个狭窄的角度与脉冲的传播方向。
2012-08-06 gr-qc physics.optics
Superluminal Gravitational Waves
在弯曲时空中传播的引力子的真空极化的量子引力效应导致量子真空充当具有折射率的色散介质。由于这种色散介质，引力子获得超光速。色散介质是由高阶导数曲率对有效引力作用的贡献产生的。本文证明了在早期宇宙的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker时空中，在普朗克时间$t_{\rm PL}\gtrsim 10^{-43}\,{\rm sec}$附近，引力波的速度为$c_g\gg c_{g0}=c_0$，其中$c_{g0}$和$c_0$分别为现今引力波和光速.引力波的高速将其波长扩展到超视界大小，使其能够在B偏振实验中被观察到。
2014-06-10 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing by compact objects within plasma
研究了大质量物体附近等离子体分布中电磁射线的轨迹，发现了与频率相关的引力透镜效应。通过等离子体的光线传播增加了额外的条款，取决于等离子体折射率的运动方程。对于低频射线，这些折射效应可以占主导地位，将引力透镜变成镜子。虽然光线的行为就像粒子的有效质量由等离子体频率在介质中具有恒定的密度，不均匀的等离子体引入更复杂的行为，即使是球对称的情况下。作为一个物理例子，一个紧凑的物体护套在稠密等离子体的脉冲轮廓进行了检查，这引入了戏剧性的频率依赖性的变化，从在真空中的行为。
2016-10-31 astro-ph.HE gr-qc
Quantum vacuum radiation in optical glass
最近一项在光学系统中检测模拟霍金辐射的实验声明[PRL 105（2010）203901]引起了一些争议[PRL 107（2011）149401，149402]。虽然这个实验强烈地暗示了某种形式的粒子从量子真空中产生（因此它本身是非常有趣的），但同样真实的是，似乎很难通过采用霍金辐射机制的观点来完全解释观察到的所有特征。例如，观测到的光子是平行于光视界发射的，而相关的光视界本身是以一种不寻常的方式通过组合群速度和相速度来定义的。这就提出了一个问题：这真的是霍金辐射，还是其他形式的量子真空辐射？由于折射率的快速变化（有时称为动态卡西米尔效应）而产生的量子真空辐射量的天真估计并不令人鼓舞。然而，我们认为，天真的估计可能是误导性的，这取决于两个具体的物理效应的定量大小：“脉冲陡峭”和“脉冲波峰”。这两种效应的最大尺寸上的合理界限导致估计更接近实验观测，我们认为，动态卡西米尔效应现在值得进一步研究。
2011-11-01 gr-qc physics.optics quant-ph
Gravitational vacuum polarization phenomena due to the Higgs field
在标准模型中，基本粒子的质量被认为是它们与希格斯场相互作用产生的动力学性质。我们表明，这一假设意味着特殊的偏离万有引力定律的距离和质量的依赖性，以及从叠加原理。实验观察到的预测偏离万有引力定律似乎遥不可及。然而，我们认为，一个新的实验，旨在研究周围的质量对引力的影响-类似的奎里诺马约拉纳进行了近一个世纪前-可以进行测试的叠加原理，并给出直接限制希格斯场和时空曲率之间的非最小耦合的存在。从概念的观点来看，希格斯场违反了引力的叠加原理，这与牛顿引力或后牛顿度量理论参数化中假设的引力势是描述非相对论极限引力的定义明确的概念的概念产生了冲突。
2013-03-22 gr-qc hep-ph
Quantum refraction effects in pulsar radio emission
本文基于 Heisenberg-Euler-Schwinger 后 Maxwell 拉格朗日量，通过微扰分析研究脉冲星射电辐射中的量子折射效应，给出传播与偏振矢量修正、正交性和 Faraday 旋转角变化，并讨论量子双折射。
2024-06-12 astro-ph.HE gr-qc
Non perturbative spherical gravitational waves
众所周知，在广义相对论中，真空空间中不存在球面/拓扑球面引力波。我们证明，偏离广义相对论导致精确的真空球形引力波，无论多么微小的这种偏离。我们也讨论了相关的问题，包括$f(R)$引力中的Vaidya类度规。证明了球面引力波的存在是引力的一种非微扰性质。我们研究这种非微扰波携带的能量。我们首先通过对$f(R)$引力场的Vaidya类度规的研究，得到了只有一个经度偏振的波动解。通过直接求解场方程，我们进一步将其推广到具有两个横向极化的度规。
2021-12-10 gr-qc hep-th
Quantum-Gravitational Diffusion and Stochastic Fluctuations in the Velocity of Light
我们认为，时空背景中的量子引力涨落给真空带来了非平凡的光学性质，包括光子到达时间的扩散和随之而来的不确定性，从而导致“真空中”光速的随机波动。我们的建议是出于一个刘维尔字符串制定的量子引力，也表明了频率依赖的折射率的粒子真空。我们构造了一个明确的实现，通过处理光子传播的量子激发的$D$膜波动的时空泡沫。这些都是由更高的属弦效应，导致耦合的随机波动，因此在光速。我们讨论了通过对遥远天体物理源的$γ$射线观测来限制或测量光子“在真空中”扩散的可能性。
1999-04-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Approximate Lorentz invariance of the vacuum: a physical solution of the `hierarchy problem' ?
在有效量子场论的“凝聚相”中，人们期望在超低动量时偏离精确的洛伦兹不变性|K|其中，当紫外线截止“λ”趋于无穷大时，壳层“δ”应该仅在理论的严格局部极限中消失。我探讨这个想法希格斯凝聚表明，在这种情况下，由此产生的关系连接'德尔塔'，'拉姆达'和费米尺度可能提供一个简单的物理解决方案的'层次问题'。在这幅图中，普朗克尺度不是一个纯粹的紫外量，而是在其数值上体现了在标量凝聚体中实现的特殊的红外-紫外联系。
2003-06-09 gr-qc hep-ph hep-th
Dark energy condensate and vacuum energy
许多暗能量的候选模型都是基于经典标量场的存在。在量子场论的框架下，我们简要地讨论了由重粒子在宇宙时间内逐渐衰变产生的光量子标量场凝聚成这样一个场。我们得到的必要条件，在一个膨胀的宇宙中的凝聚生存，并表明，这个过程是直接相关的量子性质的字段，保持凝聚在宇宙学距离的相干性。我们还提出了弯曲时空中QFT中{ \it真空能量}的新解释，这可能解决被认为是真空能量与观测到的暗能量存在巨大偏差的难题。
2011-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
