Non-Relativistic Limit of Dirac Equations in Gravitational Field and Quantum Effects of Gravity
基于电磁相互作用和引力相互作用的统一理论,研究了带电Dirac粒子在引力场中运动方程的非相对论极限.从这个非相对论性极限得到的薛定谔方程可以看出,经典牛顿引力势是薛定谔方程中引力势的一部分,它可以解释COW实验中发现的引力相位效应。由于这种牛顿引力势,量子粒子在地球的引力场中可以形成引力束缚的量子化态,这在实验中已经被发现。本文讨论了与引力相互作用有关的三种不同的相位效应,这些相位效应在某些天体物理过程中是可以观测到的。此外,引力磁场与量子自旋之间存在直接耦合,这种耦合产生的辐射可以直接确定恒星表面的引力磁场。
2005-04-23 gr-qc
Foldy-Wouthuysen transformation of the generalised Dirac Hamiltonian in a gravitational-wave background
Goncalves等人利用精确的Foldy-Wouthuysen变换,推导出了广义狄拉克哈密顿量在存在引力波时的非相对论极限。这就产生了一个有趣的概念,即即使在没有磁场的情况下,自旋进动也可能发生。我们认为,这种影响是不是物理的,因为它是一个规范变量项,这是一个有缺陷的应用程序的确切的Foldy-Wouthuysen变换的人工制品的结果。在本文中,我们推导出正确的非相对论极限的广义狄拉克哈密顿量在存在的引力波,使用精确和标准的Foldy-Wouthuysen变换。我们表明,这两个变换始终产生一个哈密顿量的所有条款规范不变。然而,不幸的是,我们也表明,这意味着新的自旋进动效应并不存在。
2015-09-05 gr-qc
Dirac Spinor in Bianchi-I Universe with Time Dependent Gravitational and Cosmological Constants
本文研究了非线性旋量场与Bianchi I(BI)引力场的自洽系统,该系统的引力常量($G$)和宇宙学常数($Λ$)随时间变化.对场函数和度量场函数的初始性态和渐近性态进行了深入的研究。给定$Λ= Λ_0/τ^2$,使用$τ= \sqrt{-g}$,已将$G$估计为$τ$的函数。阐明了理想流体在初始各向异性宇宙的膨胀和渐近各向同性过程中的作用。
2000-09-01 gr-qc
Spherically symmetric solution of the Weyl-Dirac theory of gravitation and possible influence of dark matter on the interplanetary spacecraft motion
从历史的角度讨论了Dirac标量场作用下的后黎曼空间中关于曲率和挠率的二次拉格朗日引力的Poincare和Poincare-Weyl规范理论。考虑了关于暗物质在标量场作用下的模型的各种假设。提出了一种新的共形Weyl-Dirac引力理论,它是在Cartan-Weyl时空中,用Dirac标量场表示暗物质模型的引力理论。在Yilmaz-Rosen度规共形的情况下,得到了中心紧质量真空场方程的静态球对称解.在此解的基础上,我们考虑一个行星际航天器从地球出发的径向运动。使用牛顿近似,可以得到在这种情况下的渐近视线速度取决于解的参数,因此可以根据可观测数据获得这些参数的值。
2016-10-29 gr-qc
Equivalence and Hermiticity of Dirac Hamiltonians in the Kerr gravitational field
本文证明了Kerr场的Dirac哈密顿量与波函数的标量积平坦的自伴哈密顿量H_η在物理上是等价的。明确地定义了将Hamiltonian和波函数变换到具有平坦标积的η-表示的算子。如果Dirac方程的波函数在Kerr场中的定义域是由绕z轴的二维旋转曲面所限定,则在η-表示中的Dirac方程的哈密顿量和自伴哈密顿量是厄米算符,且标量积相等,(H,H φ)=(H,φ)。
2014-06-08 gr-qc
Canonical Reduction of Gravity: from General Covariance to Dirac Observables and post-Minkowskian Background-Independent Gravitational Waves
本文综述了在ADM能量支配时间演化的Christodoulou-Klainermann型时空中,度规引力和四重引力正则约化的研究现状。由于在这些时空中,在空间无穷远处存在一个渐近闵可夫斯基度规,因此可以在一个完全固定的(非调和的)3-正交规范中定义一个哈密顿线性化,而不需要引入背景度规。后闵可夫斯基背景无关的引力波作为线性化的Hamilton方程的解。
2004-01-20 gr-qc
Solution of the problem of uniqueness and hermiticity of hamiltonians for Dirac particles in gravitational fields
作者证明了自旋为1/2的粒子在静止引力场中的动力学可以用一种建立在伪厄米哈密顿形式基础上的方法来描述。证明过程包括对三种哈密顿量表达式的分析,这三种哈密顿量表达式是由Dirac方程导出的,描述了自旋为1/2的粒子在Kerr解的引力场中的动力学行为。哈密顿量对应于四分体矢量的不同选择,并且彼此不同。哈密顿量之间的差异证实了从许多研究中已知的结论,即从狄拉克方程导出的哈密顿量是不唯一的。将标准的伪厄米量子力学规则应用于这些哈密顿量中的每一个产生相同的厄米哈密顿量。由此产生的哈密顿量的本征值谱是相同的哈密顿量来自狄拉克方程与任何选定的系统的四矢量。对于自旋为1/2的粒子在静止引力场中的动力学描述,不仅可以使用伪厄米哈密顿量的形式,而且还可以使用另一种方法,即使用帕克标量积。作者表明,替代的方法是等价的形式主义的伪厄米哈密顿。
2010-07-27 gr-qc
The Scattering of Dirac and Majorana Fermions in Spherically Symmetric Gravitational Field and Torsion Field
讨论了用引力相互作用和扭转耦合区分狄拉克和马约拉纳费米子的可能性。在球对称引力场中,狄拉克粒子和马约拉纳粒子的散射直到费米子-引力相互作用的一阶微扰都是相同的。狄拉克和马约拉纳费米子的散射行为在轴向矢量挠率下也是相同的,但在矢量挠率下是不同的。得出了矢量扭场散射可以区分Dirac中微子和Majorana中微子的结论。
2021-12-20 gr-qc hep-th
Self-Dual Action for Fermionic Fields and Gravitation
本文研究自对偶Einstein-Dirac理论。推广了Jacobson-Smolin关于自对偶作用量与Palatini纯引力作用量等价性的证明。因此,我们证明了自对偶的爱因斯坦-狄拉克理论与爱因斯坦-嘉当-夏玛-基布尔-狄拉克理论的等价性。曲率的比安基对称性,证明的核心,现在包含一个非零的挠率。因此,在自对偶框架中,相对于标准爱因斯坦-狄拉克场方程,进入运动方程的额外项与挠率整齐地联系在一起。
1995-06-29 gr-qc
Dirac Equation in Gauge and Affine-Metric Gravitation Theories
我们表明,狄拉克费米子场的协变导数的存在下,一个世界流形上的一般线性连接是普遍的爱因斯坦的,规范和仿射度规引力理论。
1995-11-10 gr-qc hep-th
Dirac Constraint Quantization of a Dilatonic Model of Gravitational Collapse
我们提出了开放2维时空中弦激发的膨胀引力(CGHS模型)的无异常狄拉克约束量子化。我们表明,量子理论具有与经典理论相同的自由度,即,所有的模式的标量场的辅助平坦的背景下,补充一个单一的额外的变量对应的原始分量的黑洞质量。这些动力学变量及其正则共轭的泛函海森堡运动方程是线性的,并且它们与相应的经典方程具有完全相同的形式。正则变换把我们带回到物理几何,并诱导它的量子化。
1996-08-05 gr-qc
Approximate axially symmetric solution of the Weyl-Dirac theory of gravitation and the spiral galactic rotation problem
在Poincare-Weyl引力规范理论的基础上,提出了一种新的共形Weyl-Dirac引力理论,即用Dirac标量场表示暗物质模型的Cartan-Weyl时空中的引力理论.得到了真空中场方程的静态近似轴对称解。在牛顿近似下的这个解的基础上,人们考虑了星系螺旋分量的旋转速度问题。
2017-07-13 astro-ph.GA gr-qc
The (Weak) Gravitational Field of a Dirac Monopole
我们利用广义相对论的弱场极限建立了狄拉克粒子的引力可探测性,弱场极限可以从牛顿引力势出发,包括能量作为源。由此产生的电势(通过构造)与爱因斯坦广义相对论方程的两种不同解的弱场极限相匹配:一种与构成狄拉克弦的半无限螺线管中出现的磁场线单极喷雾相关联,另一种与螺线管本身的场能量源(狄拉克弦)相关联。弦的引力效应占主导地位,我们认为,狄拉克配置的主要强场贡献是一个半无限能量线,其GR解决方案是已知的。
2017-08-17 gr-qc hep-th
Dirac-type equations in a gravitational field, with vector wave function
对经典-量子对应关系的分析表明,需要确定一种优选的坐标系,它定义了一种无挠连接。其中一类是局部测地线系统,对应于列维-奇维塔联络。如果一个优选的参考系可用,另一个类,因此另一种联系就会出现。从经典的哈密顿规则测地运动,对应产生两个不同的克莱因-戈登方程和两个不同的狄拉克型方程在一个一般的度量,这取决于所使用的连接。这两个方程都是广义协变的,将波函数变换为四维矢量,与Fock-Weyl引力狄拉克方程(DFW方程)不同。人们在通常接受的意义上遵守等效原理,而DFW方程仅在扩展的意义上遵守该原理。
2008-10-14 gr-qc
Exact solutions of Dirac equation on a 2D gravitational background
我们得到了一类二维静态Lorentzian流形,它们通过量子力学的超对称形式承认了Dirac方程在这些曲面背景上的精确可解性.特别是在修正的超对称谐振子的情况下,给出了Dirac方程的波函数和能谱。
2004-01-21 gr-qc hep-th
The new cosmological model founded on the Scale Covariant Theory of Gravitation and on the Dirac's Large Number Hypothesis. (Part 1)
提出了Dirac大数假设的新标度协变形式。LNH的基本方程以标度协变和“G-不变”(G的变换律不变)形式表示。在引力标度协变理论和狄拉克LNH的基础上,建立了引力单位制(g.s.u.)下的封闭静态爱因斯坦宇宙模型。以及原子单位制(a.s.u.)中的封闭膨胀宇宙。提出了一个简单的原子钟动力学模型,得出了原子钟与原子钟之间的联系。还有G.S.U.作为LNH,并允许指定模型的参数。本文研究了任意单位制中惯性质量和引力质量的等价性问题。本文推导出任意单位制中惯性质量和引力质量的等价性仅在G的唯一变换律下才成立,即使两种质量在g.s.u.是假设的。结果表明,该模型预测的微泡背景辐射的黑体谱守恒与G.本文认为,标准宇宙学中的某些悖论可以在给定的模型中被克服,而不必假设过去存在暴胀膨胀阶段。
2006-06-13 gr-qc
Quasinormal modes of a quantum-corrected Schwarzschild black hole: gravitational and Dirac perturbations
本文研究了考虑量子涨落的Schwarzschild黑洞的准正规模。引力和狄拉克微扰被认为是这种情况下。利用Regge-Wheeler规范和Dirac方程分别导出了引力场和Dirac场的微扰方程,并采用三阶WKB近似方法计算了准正规频率。结果表明,由于Schwarzschild黑洞背景中的量子涨落,当量子修正因子α增大时,黑洞的QNM衰减变慢,振荡变慢.
2016-04-04 astro-ph.CO gr-qc
A Modified Method for Deriving Self-Conjugate Dirac Hamiltonians in Arbitrary Gravitational Fields and Its Application to Centrally and Axially Symmetric Gravitational Fields
我们以前曾提出过一种方法来构造自共轭哈密顿量H_eta,用于描述任意引力场中Dirac粒子的动力学行为.在本文中,我们证明了,对于块对角度规,可以得到哈密顿量H_eta,特别是,使用Dirac哈密顿量的“约化”部分,即使用Schwinger规范中的四分向量导出的Dirac哈密顿量的表达式,不带或带一些具有双旋量连通性的被加数。基于这些结果,我们提出了一种修改后的方法,用于构建哈密顿量的eta表示与所需的计算量显着减少。使用这种方法,在这里,我们第一次找到了一些度量的自共轭哈密顿量,包括在Boyer-Lindquist坐标的Kerr度量,Eddington-Finkelstein,Finkelstein-Lemaitre,Kruskal,Clifford torus度量和开放和空间平坦的Friedmann模型的非平稳度量。
2014-08-22 gr-qc hep-th
Stationary Bound States of Dirac Particles in the Schwarzschild Gravitational Field
对于任意引力耦合常数,利用具有平坦标积的自共轭哈密顿量,数值计算了Schwarzschild引力场中基本自旋半粒子的非衰减束缚态.希尔伯特条件g_{00} >0导致一个边界条件,使得狄拉克粒子的电流密度矢量的分量在“事件视界“附近为零。在小的耦合常数值下,能谱接近于类氢谱。根据这项研究的结果,我们可以假设存在一种新型的坍缩,而这种坍缩不存在霍金辐射机制。从宇宙学的观点来看,如果引力耦合常数的值很小,α <<1,那么这种新型的无辐射残馀星只能通过引力来显现。因此,它们是“暗物质“载体的良好候选者。在大范围的可接受质量中,可能存在一种新的具有假设的WIMP粒子质量的类星体,在宇宙膨胀的许多场景中,它们被视为“暗物质“的代表。这项研究的结果可能导致重新审视标准宇宙学模型中有关宇宙演化和双星与周围物质相互作用的一些概念。
2013-07-10 gr-qc
Dirac particle in gravitational field
从应力-能量和自旋张量的守恒定律出发,导出了外引力场中自旋零尺寸物体的经典动力学。由此得到的世界线方程不同于现有文献中的方程。特别是,狄拉克粒子的自旋不与背景曲率耦合。作为一致性的检验,考虑了自由狄拉克方程的波包解。所得到的方程显示,包括一个约束,涉及到它的轨道角动量的波包自旋。在零尺寸极限中,这两个对总角动量的贡献同时消失。
2008-06-19 gr-qc hep-th
Stationary Solutions of the Dirac Equation in the Gravitational Field of a Charged Black Hole
在Reissner-Nordstrom黑洞度规下,我们得到了Dirac方程的一个定态解,在黑洞事件视界外,只有一个定态正则态,在柯西视界下,只有一个定态正则态.如果黑洞是非极值的,则波函数的归一化积分在两个视界上发散。这意味着所找到的解只能是非平稳解的渐近极限。相反,在极端黑洞的情况下,归一化积分是有限的和固定的正规解是物理自洽的。柯西视界下量子能级的存在可以影响霍金黑洞蒸发的最后阶段,并开辟了利用内外态之间的量子隧穿研究黑洞内部结构的基本可能性。
2013-08-27 gr-qc
Spin-torsion coupling and gravitational moments of Dirac fermions: theory and experimental bounds
讨论了规范引力场中狄拉克费米子粒子的量子动力学。本文研究了费米子与外场的最小耦合和Pauli型非最小耦合,并考虑了平移引力矩和Lorentz引力矩的概念。根据协方差参数,排除了重力磁矩和重力电矩的异常。在不假定规范引力场弱的情况下,导出了任意规范场组态的广义Foldy-Wouthuysen变换。利用非惯性参考系中Dirac粒子与磁场耦合的Foldy-Wouthuysen哈密顿量,分析了最近的实验数据,得到了时空挠率的界.
2015-01-29 gr-qc hep-th
Asymmetry of Hawking Radiation of Dirac Particles in a Charged Vaidya - de Sitter Black Hole
利用广义乌龟坐标变换方法研究了荷电Vaidya - de Sitter黑洞中Dirac粒子的霍金辐射。结果表明,对于$P_1, Q_2$分量,狄拉克粒子的霍金辐射不存在,而对于$P_2, Q_1$分量,狄拉克粒子的霍金辐射存在.事件视界的位置和温度都随时间变化。狄拉克粒子的热辐射谱与克莱因-戈登粒子的热辐射谱相同。
2001-04-18 gr-qc
Dirac equation from the Hamiltonian and the case with a gravitational field
从经典量子对应的解释开始,我们通过因式分解经典哈密顿量所满足的代数关系推导出狄拉克方程,然后再应用对应。这种推导以同样的形式适用于自由粒子、电磁场中的粒子和在静态度规中作测地线运动的粒子,并导出狄拉克方程在特殊坐标中的相同的通常形式。为了在静引力的情况下使用这个方程,我们需要在更一般的坐标系中重写它。只有当波函数的通常旋量变换被4矢量变换所代替时,才能做到这一点。我们发现,后者也使平坦的时空狄拉克方程洛伦兹协变,虽然狄拉克矩阵不是不变的。因为方程本身在平坦情况下保持不变,所以4-向量变换不会改变该方程在该情况下的主要物理结果。然而,在静态引力情况下导出的方程并不等价于狄拉克方程的标准(福克-外尔)引力扩展。
2006-01-11 gr-qc quant-ph
Dirac equations in curved space-time versus Papapetrou spinning particles
我们从弯曲时空中的狄拉克量子场出发,通过程函近似和振幅局域化假设找出经典粒子。我们恢复了Mathisson-Papapetrou的结果,从而建立了经典和量子自旋粒子与引力场耦合之间的基本对应。
2008-10-02 gr-qc
Dirac particles tunneling from BTZ black hole
利用隧道方法计算了BTZ黑洞外视界的Dirac粒子的霍金辐射。在(2+1)维BTZ时空背景下对狄拉克方程进行WKB近似,得到了BTZ黑洞的费米子辐射谱和霍金温度。考虑费米子隧穿后的结果与已有文献一致。
2008-02-27 gr-qc
Hawking Radiation of Dirac Particles in an Arbitrarily Accelerating Kinnersley Black Hole
利用广义Tortoise坐标变换方法研究了任意加速Kinnersley黑洞中Dirac粒子的量子热效应。事件视界的位置和温度都依赖于超前时间和角度。Dirac粒子的Hawking热辐射谱中包含了一个新的项,它代表了具有自旋的粒子与具有加速度的黑洞之间的相互作用。这种自旋-加速耦合效应在标量粒子的热辐射谱中是不存在的。
2002-02-20 gr-qc
Uniqueness and Self-Conjugacy of Dirac Hamiltonians in arbitrary Gravitational Fields
本文给出了两个命题的证明。首先,证明了伪厄米量子力学的形式允许描述任意定态引力场中狄拉克粒子的运动。其次,证明了当演化算子成为自共轭时,利用Parker权算子并随后过渡到η-表示给出了非定常度规Schroedinger方程的变换。η-表象中的标量积是平坦的,这使得厄米量子力学的标准装置的使用成为可能。根据本文的结果,得出了任意引力场中Dirac哈密顿量的唯一性和自共轭性问题的解的结论。一般的方法说明了几个固定的度量,以及宇宙学平坦和开放的弗里德曼模型的狄拉克哈密顿的例子。
2011-02-20 gr-qc hep-th
The Dirac particle on de Sitter background
我们表明,狄拉克方程的deSitter背景下,可以解析地解决在一个特殊的静态框架中的能量本征旋量可以表示在通常的角旋量从狭义相对论,和一对径向波函数。
1998-08-11 gr-qc
Quantum Thermal Effect of Dirac Particles in a Non-uniformly Rectilinearly Accelerating Kinnersley Black Hole
利用广义Tortoise坐标变换方法研究了任意直线加速Kinnersley黑洞中Dirac粒子的霍金辐射。事件视界的位置和温度都依赖于时间和极角。导出了Dirac粒子的Hawking热辐射谱。PACS编号:97.60.Lf,04.70.Dy
2001-11-14 gr-qc
Hawking radiation of Dirac particles via tunneling from Kerr black hole
利用隧穿理论研究了Dirac粒子在Kerr黑洞事件视界的霍金辐射。在Kerr时空背景下,将WKB近似应用于广义协变Dirac方程,得到了Kerr黑洞的费米子隧穿几率和Hawking温度。考虑费米子隧穿后的结果与已有文献一致。
2008-04-30 gr-qc
On the Dirac equation in a gravitation field and the secondary quantization
研究了引力场中大质量自由电中性自旋1/2粒子的Dirac方程。对其进行二次量子化,构造了多粒子量子态的希尔伯特空间。
2006-03-15 astro-ph gr-qc hep-ph
Nonrelativistic Limit of the Dirac-Schwarzschild Hamiltonian: Gravitational Zitterbewegung and Gravitational Spin-Orbit Coupling
通过Foldy-Wouthuysen变换研究了引力耦合Dirac方程的非相对论极限。相对论修正项在引力zitterbewegung和引力自旋轨道耦合方面有直接和明显的物理解释。我们没有发现自旋矢量与引力的直接耦合,否则会违反宇称。我们最近在[Phys.Rev.A 87(2013)032101]中描述的粒子-反粒子对称性在通过Foldy-Wouthuysen变换获得的微扰校正水平上得到了验证。计算了电磁跃迁流的引力修正。
2013-08-22 gr-qc hep-ph hep-th
Quantum Thermal Effect of Dirac Particles in a Non-uniformly Rectilinearly Accelerating Black Hole with Electronic Charge, Magnetic Charge and Cosmological Constant
利用广义乌龟坐标变换方法研究了具有电磁荷和宇宙学常数的任意直线加速Kinnersley黑洞中狄拉克粒子的霍金辐射。事件视界的位置和温度都依赖于时间和极角。导出了Dirac粒子的Hawking热辐射谱。PACS编号:04.70.Dy、97.60.Lf
2001-12-09 gr-qc
Dirac Particles Tunneling from Black Holes with Topological Defects
本文研究了具有自旋$1/2$的Dirac粒子在Schwarzschild-de Sitter黑洞和Reissner-Nordström-de Sitter黑洞中的霍金辐射.利用Hamilton-Jacobi方法和WKB近似求解Dirac方程,得到了相应的隧穿几率和Hawking温度。此外,我们表明,这些黑洞的霍金温度保持不变的拓扑缺陷的存在下,在这两种情况下。
2016-06-23 gr-qc
Quantization of the Universe as a Dirac Particle: Geometrical Unification of Gravitation, Dark Energy and Multiverses
本文研究了一个含有暗能量分量的Friedmann-Robertson-Walker宇宙。拉格朗日为这个系统,以下称为弗里德曼-罗伯逊-沃克-quintessence(FRWq)系统,提出。它表明,经典拉格朗日再现通常的两个(二阶)动力学方程的半径的宇宙和quintessence标量场以及(一阶)约束方程。值得注意的是,经典场(暗能量)与tlaplon场(出现在时空扭曲的动力学理论中)有关。我们的方法自然地统一了引力和暗能量,因为它得到的拉格朗日量和运动方程是一个相对论性粒子运动的二维共形平坦的时空,而共形度规因子是有关的暗能量标量场的潜力。我们继续在三个不同的方案中对系统进行优化。首先,我们假设宇宙是一个无自旋的粒子(因为它在文献中很常见),得到一个由克莱因-戈登方程描述的宇宙的量子理论。第二,我们进一步推进量子化方案,假设宇宙是一个狄拉克粒子,从而构建相应的狄拉克和马约拉纳理论。我们用不同的理论计算宇宙尺度因子的期望值。它们取决于所使用的量化方案的类型。狄拉克和马约拉纳计划之间的差异突出。不同的量化程序的影响进行了讨论。最后,对狄拉克和马约拉纳量子化宇宙的多重宇宙理论的可能后果进行了简要的考虑。
2017-08-22 gr-qc
Dirac Hamiltonian and Reissner-Nordstrom Metric: Coulomb Interaction in Curved Space-Time
研究了中心带电物体(黑洞)产生的弯曲时空中自旋为1/2的相对论量子动力学。这就需要研究狄拉克粒子与Reissner-Nordstrom时空几何的耦合以及与中心静电场的协变耦合。导出了Reissner-Nordstrom几何的相对论Dirac哈密顿量。一个Foldy-Wouthuysen变换揭示了引力和电引力自旋轨道耦合项的存在,这些耦合项将狄拉克-史瓦西哈密顿量中的福克进动项和其他电引力修正项推广到与α ^n G成比例的势,其中α是精细结构常数,G是引力耦合常数。粒子-反粒子对称性发现的狄拉克-史瓦西几何(和其他几何,不包括电磁相互作用)被证明是明确打破由于静电耦合。所得到的光谱的径向对称,静电约束系统(重力修正)进行评估的例子。
2016-03-31 gr-qc physics.atom-ph
Dirac spinor fields in the teleparallel gravity: comment on "Metric-affine approach to teleparallel gravity"
我们证明了在广义相对论的遥平行等价中,狄拉克旋量场与引力场的耦合是相容的。对于任意的SO(3,1)联络,旋量场与引力场的耦合有两种可能。Y. N. Obukhov和J. G. Pereira在论文{ \it Metric-affine approach to teleparallel gravity} [gr-qc/0212080]中只在一个特定耦合的框架中发生。通过采用替代耦合,一致性问题消失了。
2003-04-01 gr-qc
Dirac Theory in Space-Time without Torsion
它被证明,通常的二次广义协变拉格朗日的狄拉克场导致一个对称的,发散自由的能量动量张量在标准的黎曼框架的时空无挠,提供的四分之一场分量是唯一的量有关的引力是独立变化的。
1994-12-09 gr-qc
Gravitationally Coupled Dirac Equation for Antimatter
反物质与引力的耦合引起了普遍的兴趣,因为可以想象到与暗能量和宇宙学常数有关的宇宙学后果(“惊喜”)。在这里,我们重新推导引力耦合狄拉克方程,发现以前在[D. R.布里尔和J.A. Wheeler,Rev. Mod. Phys.,Vol.29,p.465(1957)]的仿射连接矩阵需要校正。我们还讨论了弯曲空间狄拉克方程从东海岸惯例到西海岸惯例的转换,以便将引力耦合狄拉克方程变成一种可以轻松与电磁耦合统一的形式,因为它通常用于现代粒子物理学计算。狄拉克方程将反粒子描述为负能态。我们发现了引力耦合狄拉克方程的对称性,它连接了史瓦西型一般时空度规的粒子和反粒子解,并意味着粒子和反粒子经历了与引力场相同的耦合,包括运动的所有相对论量子修正。我们的结果证明了量子力学与广义相对论的一致性,并暗示氢和反氢引力相互作用的一个可能的差异应直接归因于一个“第五力”(“精髓”)。
2013-07-07 gr-qc hep-ph hep-th
Non-Relativistic Approximation of Dirac Equation for Slow Fermions Coupled to the Chameleon and Torsion Fields in the Gravitational Field of the Earth
我们分析了慢费米子狄拉克方程的非相对论近似,耦合到变色龙场和扭曲的时空与史瓦西度规,采取在地球近似的弱引力场。我们遵循Kostelecky(Phys.Rev.D69,105009(2004))提出的弯曲扭曲时空中的Dirac方程的分析,并应用Foldy-Wouthuysen变换。我们推导出了慢费米子的有效低能引力势,它与地球的引力场、变色龙场和挠率有最小和非最小耦合。
2015-09-14 astro-ph.IM gr-qc hep-ph
Dirac operators and field equations of the gravitational field and matter fields
本文提出将观测者纳入自然规律表述的新观点,据此在弯曲时空引入满足洛伦兹不变性和哈密顿关系的狄拉克算子,并构建结合引力场与物质场的场方程,指出强引力场下观测效应不可避免。
2024-02-03 gr-qc math-ph math.MP
Geometric phase for Dirac Hamiltonian under gravitational fields in the non-relativistic regime
我们证明了在非时间依赖的引力场中,狄拉克粒子在非相对论极限中的几何相位的出现。这与最初描述的磁场中的几何相位相似。我们探讨了几何相位的克尔和史瓦西几何,这有显着的天体物理意义。然而,工作可以扩展到任何时空背景,包括时间相关的。在Kerr背景下,即在旋转黑洞周围,几何相位揭示了Aharonov-Bohm效应和Pancharatnam-Berry相位。然而,在史瓦西几何中,也就是在一个不旋转的黑洞周围,只有后者出现。我们希望我们的断言可以在强引力的情况下得到验证,如黑洞周围的时空,和地球周围的弱引力环境。
2021-06-28 gr-qc hep-th
Conformal Anomalies and the Gravitational Effective Action: The $TJJ$ Correlator for a Dirac Fermion
我们计算在线性化重力的所有贡献的引力有效作用由于一个虚拟狄拉克费米子,有关的共形异常。在微扰理论中,这需要识别规范-规范-引力子顶点脱离质量壳,涉及能量-动量张量和两个矢量流的关联函数器($TJJ$),它负责产生对引力共形异常的规范贡献。我们也提出了反常的有效作用量在反质量的费米子在欧拉-海森堡的情况下。
2010-02-03 gr-qc hep-ph hep-th
Maximal symmetry and mass generation of Dirac fermions and gravitational gauge field theory in six-dimensional spacetime
四维时空中的相对论性狄拉克方程揭示了时空维度与费米子旋量自由度之间的相干关系。一个无质量的狄拉克费米子产生新的对称性对应的手征自旋和电荷自旋以及共形标度变换。引入内禀W宇称后,无质量的狄拉克费米子可以看作是六维时空中的Majorana型或Weyl型旋量,反映了手征自旋的内禀量子数.在具有极大对称性的六维时空中得到了广义Dirac方程。基于文献\cite{YLWU}提出的引力量子场论框架,在规范不变性和坐标无关性假设下,我们得到了六维时空中无质量Dirac费米子的最大对称引力规范场理论.这种理论是由局域自旋规范对称性SP(1,5)和整体庞加莱对称性P(1,5)= SO(1,5)$\ltimes P^{1,5} $以及电荷自旋规范对称性SU(2)所支配的。这个理论导致了双电荷玻色子的预言。引入标量场和共形标度规范场来保持整体和局部共形标度对称性。本文导出了六维时空中无质量狄拉克费米子的广义引力狄拉克方程。在考虑引力效应的情况下,利用守恒流得到了规范场的运动方程。规范型引力场作为Goldstone玻色子的动力学被证明是由一个守恒的能量-动量张量,其对称部分提供了一个广义的爱因斯坦引力方程。提出了狄拉克费米子质量产生的另一种几何对称破缺机制。
2017-08-31 gr-qc hep-ph hep-th
Semiclassical limit for Dirac particles interacting with a gravitational field
研究了自旋为1/2的粒子在弱静态引力场中的行为。狄拉克哈密顿量对角化的折叠Wouthuysen变换也提供了简单的形式的动量和自旋极化运营商。首次导出了动量和自旋运动的算符方程。分析了它们的半经典极限。偶极自旋重力耦合在以前发现的(另一个)哈密顿量不会导致任何可观察到的效果。建立了量子和经典分析之间的一般协议,相反,最近的几个索赔。导出了引力Stern-Gerlach力的表达式。螺旋度在引力场和相应加速坐标系中的演化是一致的,是等效原理的体现。
2005-02-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Physical Account of Weyl Anomaly from Dirac Sea
通过考虑Dirac海正则化负计数的形式玻色额外粒子,导出了二维时空中的Weyl反常,实际上计算了Dirac海在背景引力场中的能量动量张量的迹.它必须被正则化,因为否则狄拉克海是无底的,从而导致发散。新的正则化方法是在狄拉克海中加入各种质量物质,其中一些物质在狄拉克海中被计为负,正则化场的拉格朗日量中的质量项与背景引力场有关。
2012-06-27 gr-qc hep-th
Interaction of Dirac and Majorana Neutrinos with Weak Gravitational Fields
本文简要地讨论了高能中微子与弱引力场的相互作用。从洛伦兹不变性和规范不变性出发,推导了引力子-中微子顶点的形状,得到了中微子引力形状因子的非相对论解释。我们评论重整化条件,弱等效原理的保存和中微子质量半径的定义。我们将中微子引力形状因子与特定的角动量态联系起来。基于费曼图、自旋统计、CP不变性和中微子-引力子顶点角动量态的对称性,我们推导了Majorana和Dirac情形的不同之处。然后证明,尽管这两种情况之间的理论差异,只要考虑到实验,他们将几乎无法区分任何时空几何满足弱场条件。然后,我们计算的过渡引力形状因子的中微子通过评估相关的费曼图在1圈和估计中微子过渡质量半径。可以看出,形状因子对动量传递的依赖非常弱。中微子跃迁质量半径比典型的中微子电荷半径小几个数量级。
2008-12-11 gr-qc hep-ph
Dirac Equation and Planck-Scale Quantities
这项工作调查在何种形式的数量与普朗克尺寸已经出现在共同的量子理论与局部洛伦兹对称性。由于普朗克长度或普朗克质量等普朗克量涉及普朗克常量h、光速c和牛顿引力常量G,因此牛顿引力势G中的相对论性狄拉克方程(h,c)可以看作是一个检验理论。对纯引力原子径向能量本征函数的幂级数的截断条件的估计,导出了量子数N,k和n = N + |k|的各种特殊情况下能量本征值E的精确项。事实证明,如果在质量为M的引力场中选择小于普朗克质量的测试质量m,则可以产生仅基于牛顿引力的有意义的原子模型。
2016-02-08 gr-qc hep-th quant-ph
Geodesic geometry of 2+1-D Dirac materials subject to artificial, quenched gravitational singularities
Condensed Matter Theory Center and Joint Quantum Institute, Department of Physics, University of Maryland(马里兰大学凝聚态理论中心与联合量子研究所);Department of Physics and Astronomy and Rice Center for Quantum Materials, Rice University(莱斯大学物理与天文学系及量子材料中心)
量子材料中无隙狄拉克电子费米速度的空间调制在数学上等价于某类弯曲时空流形上的无质量费米子问题。我们研究零测地透镜通过这些流形,这是占主导地位的曲率奇点,如奇性墙(狄拉克锥沿一个方向)。双测地线透镜穿过这些墙壁,但这样做是通过完美地准直到一个局部的过境角。然而,反重力墙可以将零测地线捕获到以重复凌日为特征的稳定或亚稳定轨道。我们推测诱导一维的作用,这种束缚轨道在二维脏d波超导。
2022-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con gr-qc
Quantum gravitational collapse as a Dirac particle on the half-line
证明了广义相对论中薄球壳的量子动力学与半直线上的库仑-狄拉克方程是等价的。汉密尔顿算子具有一个单参数自伴扩展族,具有离散能谱$|E| < m$,以及$|E|>m$的连续散射状态,其中$m$是壳的静止质量,$E$是Arnowitt-Deser-Misner质量。对于足够大的$m$,基态能级是负的。这意味着经典的正能量不能在量子化中幸存下来。散射状态提供了奇异性避免的实现。我们推测这些结果的后果黑洞辐射。
2018-07-04 gr-qc hep-th quant-ph
Atomic Dirac energy-level dynamics and redshift in the 4xU(1) gravity gauge field
本研究应用标准模型的统一引力扩展,在4xU(1)引力规范场中求解类氢原子狄拉克方程,证明引力规范场引起的能级移动与引力红移一致,并揭示引力势梯度导致简并光谱线分裂,为强引力场量子光子学研究开辟新途径。
2025-06-27 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Creation of Dirac Particles in the Presence of a Constant Electric Field in an Anisotropic Bianchi I Universe
本文计算了在恒定电场作用下,由宇宙学各向异性Bianchi I宇宙产生的Dirac粒子的密度。我们表明,粒子分布成为热时,忽略了电的相互作用。
2002-11-01 gr-qc hep-th
Solid-State Gravitational Redshift: Transport Signatures of Massless Dirac Fermions in Tilted Dirac Cone Heterostructures
本文研究二维倾斜狄拉克锥异质结构中电子波传播,通过旋量变换与四阶 Runge-Kutta 求解弯曲时空狄拉克方程,揭示类似引力红移的振荡输运特征并提出可调红移/蓝移工程。
2025-03-13 cond-mat.mes-hall gr-qc