Relativistic Einstein Rings of Reissner-Nordström metric Black Holes Nonminimally Coupled to Electrodynamics
本文研究了 Reissner-Nordström 背景下引力与电磁学非最小耦合时的相对论性爱因斯坦环，发现在 eikonal 近似下存在不稳定有效光子球，并揭示了第一、二个环的角位置及间距随电荷参数变化的规律，同时指出近极端构型存在区分重叠区域。
2024-10-24 gr-qc
Exact formulations of relativistic electrodynamics and magnetohydrodynamics with helically coupled scalar field
针对含螺旋耦合标量场的流体、标量场与电磁场三组分系统，推导协变、ADM及完全非线性精确微扰三种表述，并给出宇宙学背景下的弱引力极限。
2023-04-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The force-free dipole magnetosphere in non-linear electrodynamics
强磁场下磁星和脉冲星磁层的物理过程可能包含量子电动力学效应。引入量子修正，将麦克斯韦电动力学修正为非线性电动力学。在这项工作中，我们在一般框架下研究非线性电动力学中的无力磁层。本文导出了描述稳定轴对称磁层的脉冲星方程，并给出了修正后的解。我们推导了一些流行的非线性有效理论中近区偶极子磁层的一阶非线性修正。修正偶极子的场线趋向于会聚在旋转轴上，使得极区中的场比纯偶极子的情况更强。
2019-06-27 astro-ph.HE gr-qc
Non-minimal electrodynamics and resonance interactions in relativistic plasma
本文讨论了描述相对论性两分量电中性等离子体中引力场与电磁场非最小耦合的三参数玩具模型。由于曲率耦合效应，粒子与等离子体中的横波发生共振相互作用。
2008-12-10 astro-ph gr-qc hep-th
Comment on "Finite size corrections to the radiation reaction force in classical electrodynamics" [[arXiv:1005.2617]
我表明，主要声明[物理。105，094802（2010），arXiv：1005.2617]是错误的。本文还讨论了这封信的其他不一致之处。
2011-03-02 gr-qc hep-th physics.class-ph
Hyperbolicity of Force-Free Electrodynamics
在电磁应力能量超过压力和静止质量能量密度的极限情况下，分析了相对论磁化等离子体动力学方程。这些方程的天真的制定是不双曲。通过对方程中所有物理解都为零的项进行修改，我们得到了一个对称的双曲演化系统，它应该表现出更好的数值行为。
2013-07-30 astro-ph.HE gr-qc
GiRaFFE: An Open-Source General Relativistic Force-Free Electrodynamics Code
我们提出了GiRaFFE，这是第一个开源广义相对论无力电动力学（GRFFE）代码，用于动态、数值相对论生成的时空。GiRaFFE采用由McKinney开创并由Paschaldom和Shapiro修改的策略，将GR磁流体动力学（GRMHD）代码转换为GRFFE代码。简而言之，GiRaFFE是伊利诺伊州GRMHD的修改版，这是一种用户友好的开源动态时空GRMHD代码。GiRaFFE和IllinoisGRMHD都利用爱因斯坦工具包的高度可扩展的基础设施，在自适应网格细化（AMR）网格上对强动态时空中的磁化等离子体进行大规模模拟。我们证明，GiRaFFE通过了一个大的套件的平坦和弯曲的时空代码测试通过了一些其他国家的最先进的GRFFE代码，因此准备生产规模的GRFFE现象的相对论天体物理学的关键利益的模拟。
2017-10-01 astro-ph.HE gr-qc
Force-free Electrodynamics in Arbitrary Geometries
本文通过将时空分层为二维曲面的几何方法，在多种时空中构造了无力电动力学方程的新精确解，并展示了磁主导与电主导区域间的平滑过渡解，拓宽了强磁化等离子体动力学研究的适用范围。
2025-11-10 gr-qc
Reply to "Comment on 'Finite size corrections to the radiation reaction force in classical electrodynamics'"
我们回答P. Forgács，T. Herpay，and P. Kovács（arXiv：1202.6289）.
2012-06-21 gr-qc hep-ph hep-th
Force-free Electrodynamics and Foliations in an arbitrary Spacetime
在本文中，我们制定无力电动力学和叶理之间的关系。背景度量被认为是预定的和电中性的，但在其他方面是任意的。事实证明，无力电动力学的解与具有规定性质的时空叶理的存在密切相关。我们还证明了一个局部存在唯一性定理，并提供了一个配方，当满足一定的条件时，构造唯一的解决方案/类的解决方案。我们用例子阐明了这个定理。我们还能够证明非零解接近零极限时的奇异性定理。在这里，我们也构造了一个明确的例子来说明奇异性定理。
2020-06-01 gr-qc math-ph math.MP
Relativistic Electrodynamics of Spinning Compact Objects
对{ \it慢转}磁化相对论星附近区域的某些电动力学特征进行了理论研究。更具体地说，基于Wald给出的解生成方法，我们得到了不带电和（微）带电相对论恒星周围的磁场。特别是对于一个带电的相对论性恒星，再次根据沃尔德的论点，恒星被证明是逐渐吸积电荷，直到它达到平衡值$\tilde{Q}=2B_{0}J$。这个平衡电荷的值似乎是通用的，因为已知旋转的黑洞吸积完全相同的量。虽然这些结果同样适用于所有缓慢旋转的相对论性恒星，但我们特别关注的是旋转的中子星。因此，尝试与真实的脉冲星案例进行接触会有一定的意义。因此，我们讨论了有多少在目前的工作中获得的理论结果可以结转到一个现实的，广义相对论的描述脉冲星的磁层。
2006-03-16 astro-ph gr-qc hep-th
An exact solution for a force-free field electrodynamics accretion disk surrounding a perturbed charged black hole
最近，位于星系M87中心的超大质量黑洞的第一张实像被成功捕获。为了解释观测到的强喷流和电磁吸积盘的行为，我们考虑了由事件视界望远镜合作的Blandford Znajek机制。为了证明这些现象，我们正在寻求一个精确的解决方案，扰动Rissner-Nordstrom黑洞周围的无力场电动力学吸积盘。虽然带电的黑洞是一个玩具模型，但通过将电荷趋向于零，人们可以立即得到受扰的、旋转的史瓦西黑洞的结果。在不同类型的黑洞中，如何找到作为扰动源的无力场电动力学的精确解可能是一个尚未解决的问题。在这里找到的解决方案，除了在切线和弯曲背景的能量动量张量不同的麦克斯韦标量计算。在这样做时，被认为是著名的纽曼-彭罗斯形式主义。
2020-02-21 astro-ph.HE gr-qc
The Null and Force-Free Electromagnetic Field
本文用完全几何的方法描述了零场和无力场的电动力学。正如以前在\cite{Menon_FF20}中所建立的，无力电动力学的解是由某些特殊类型的时空叶理的存在所支配的。在这里的性质的叶理在一个坐标自由形式主义在零的情况下规定。所有的一般性结果都通过在Friedmann-Lemaitre-Robertson- Walker（FLRW）时空中构造一个零的、无力的电动力学场来说明。
2020-08-17 gr-qc math-ph math.MP
Conformal symmetry in force-free electrodynamics
College of Teacher Education, Quzhou University（衢州学院教师教育学院）
研究无源电动力学在闵氏时空中的共形对称性，证明流方程在莫比乌斯变换下不变，揭示了解结构间的联系及磁极视界区域的映射关系。
2026-03-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Self-Dual Electrodynamics via the Characteristic Method: Relativistic and Carrollian Perspectives
Ningbo University（宁波大学）；Peking University（北京大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Southeast University（东南大学）；King’s College London（伦敦国王学院）
本文通过特征方法研究自对偶电动力学，揭示了相对论和卡罗尔框架下新类别的自对偶理论及对偶性在超相对论范围内的新方向。
2026-02-06 gr-qc hep-th math-ph
Expanded solutions of force-free electrodynamics on general Kerr black holes
本文利用径向距离展开法导出了一般Kerr黑洞上无力磁层的展开解。根据视界和空间无限远的正则条件，两个先前已知的渐近解（其中一个实际上是精确解）被确定为在两个边界满足相同条件的唯一解。以此作为边界处的初始条件，通过逐阶求解流方程，得到了前几阶的展开解。结果表明，我们的扩展的精确解可以（部分）治愈的解决方案的问题：它导致磁优势和一个主要的类时电流的限制参数。
2017-07-10 astro-ph.HE gr-qc
Effective Field Theory of Force-Free Electrodynamics
无力电动力学（FFE）是描述磁支配等离子体电磁场的封闭方程组。有强有力的论据证明在双星和活跃的黑洞附近存在无力等离子体，但FFE本身不能解释观测到的特征，如相干无线电发射和相对论性喷流和风。我们将FFE重新表述为冷管柱流体的有效场论，并开始了导数展开修正的系统研究。在首阶，有效理论等价于（广义）FFE，弦由磁场线世界片组成。高阶修正一般产生非零加速电场（$\mathbf{E}\cdot \mathbf{B}\neq 0$）。我们讨论了潜在的可观察到的后果，并评论一个有趣的数字巧合。
2019-02-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Force-Free Electrodynamics around Extreme Kerr Black Holes
充满等离子体的磁层可以从旋转的黑洞中提取能量，并为各种观测到的天体物理现象提供能量来源。这些磁层由高度非线性的无力电动力学方程（FFE）描述。通常，这些方程只能用数值方法求解。在本文中，我们考虑的FFE方程非常接近视界的最大自旋黑洞，在那里的能量提取发生。由于增强的共形对称性，出现在这个近地平线区域，我们能够解析地获得几个无限族的完全非线性方程的精确解。
2015-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quantum field theory with the generalized uncertainty principle I: scalar electrodynamics
最近，作者提出了广义不确定原理（GUP）的一个协变推广，它具有Lorentz不变的最小长度。这为构造和探索相对论量子场论中最小长度的可观测结果开辟了道路。特别地，我们计算了高能散射实验的量子引力修正，这可能为在实验室中检验最小长度和量子引力理论提供急需的窗口。为此，我们从GUP修正的最小耦合Klein-Gordon方程出发，推导出了复标量场的量子电动力学的拉格朗日量，并写出了它的费曼规则。然后，我们计算了相对论广义不确定原理修正的量子电动力学散射振幅，并讨论了它的影响。
2020-05-07 gr-qc hep-th
Comment on "Finite Size Corrections to the Radiation Reaction Force in Classical Electrodynamics" [arXiv:1005.2617]
在文献[1，arXiv：1005.2617]中，考虑到壳体自身电磁场施加的辐射反作用力，采用有效场论方法计算了半径为R的球对称带电壳体的运动方程，该反作用力可达O（R^2）。文献[1]的作者指出，已知的壳体内力的结果可以从方程[1]中得到。（16.28）的教科书杰克逊[2]（见章。4在审查Pearle [3]）是不正确的，因为R中的线性项应该缺席。本文指出文献[1]的结论是不正确的，并指出教科书上的结果Eq. (1)确实成立
2012-02-28 gr-qc hep-ph hep-th
Finite size corrections to the radiation reaction force in classical electrodynamics
我们介绍了一个有效场论的方法，描述了运动的有限大小的物体的电磁场的影响下。我们证明，由于有限半径$R$的球对称电荷的领先顺序的影响是为了$R^2$，而不是为了$R$在任何物理模型，广泛声称在文献中。这种标度是庞加莱和规范对称性的结果，它们可以排除线性修正。我们利用该方法计算了Abraham-Lorentz-Dirac力的首阶有限尺寸修正。
2010-05-14 gr-qc hep-ph hep-th
Stability of exact force-free electrodynamic solutions and scattering from spacetime curvature
最近，Brennan，Gralla和Jacobson给出了一族精确的无力电动力学（FFE）解，它推广了Michel，Menon和Dermer等作者的早期解。这些解已被提出作为描述导电恒星外磁层的有用模型。与任何渴望描述实际物理系统的精确解析解一样，解具有必要的稳定性是至关重要的。在本文中，我们通过完全非线性数值模拟表明，上述FFE解决方案，尽管是非常特殊的性质，但在小扰动下是稳定的。通过这项研究，我们还介绍了一个三维的伪谱相对论FFE代码，实现指数收敛的光滑测试用例，以及两个额外的良定的FFE演化系统的附录中，具有理想的数学性质。此外，我们提供了一个明确的分析，演示了如何传播沿退化的时空曲率张量的主零方向简化散射，从而提供了一个直观的理解，为什么这些精确的解决方案是易于处理的，即为什么他们不背散射的时空曲率。
2015-07-31 astro-ph.HE gr-qc
Electrodynamic forces in elastic matter
本文提出了一种电磁场作用下弹性各向同性物质动力学的宏观理论。我们利用戈登的广义相对论推导亚伯拉罕的电磁能量张量作为出发点。物质的弹性和惯性行为的必要描述是通过胡克定律的四维推广来提供的，通过引入四维"位移“矢量而成为可能。正如Nordstroem所暗示的那样，电致伸缩和磁致伸缩的物理起源归因于物质变形引起的电磁本构方程的变化。部分的电磁拉格朗日量，取决于该变形的情况下，各向同性介质和所得到的表达的电致伸缩力的推导，从而显示如何更现实的运动方程的物质受到电磁场可以构造。
1999-12-03 cond-mat gr-qc physics.class-ph
General relativistic force-free electrodynamics with a discontinuous Galerkin-finite difference hybrid method
本文提出一种间断 Galerkin 与守恒有限差分结合的混合数值方法，用于高精度模拟广义相对论无力等离子体及电流片耗散，并在黑洞、中子星磁层中实现最高10倍加速。
2024-06-12 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Relativistic accretion process onto rotating black holes in Einstein-Euler-Heisenberg nonlinear electrodynamic gravity
American University of the Middle East（中东美国大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Khazar University（阿塞拜疆哈萨尔大学）；Virtual University of Pakistan（巴基斯坦虚拟大学）；Echahid Cheikh Larbi Tebessi University（特贝西大学）；University of Management and Technology（管理与技术大学）；Urgench State University（Urgench国立大学）
本研究探讨了在Einstein-Euler-Heisenberg非线性电磁动力学框架下，旋转黑洞吸积过程的动力学特性，发现电荷参数和自旋参数对强引力场和特征频率有显著影响，并通过QPO观测验证了非线性电磁动力学对吸积流的潜在影响。
2025-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Self-interaction in the Bopp-Podolsky electrodynamics: Can the observable mass of a charged particle depend on its acceleration?
在本文中，我们得到的表达与拉格朗日包含附加项，二次麦克斯韦张量导数（所谓的波普-波多尔斯基电动力学）的模型中的自作用力。这种力的特点进行了分析，为各种极限情况。当带电粒子作匀加速直线运动时，得到了一个显式公式，在此模型框架下，可观测的重整化粒子质量依赖于加速度。原则上，这种依赖性允许通过实验提取粒子裸质量的值。
2013-12-16 gr-qc hep-th physics.class-ph
Force-free electrodynamics near rotation axis of a Kerr black hole
尽管它们对于理解天体物理学喷流具有潜在的重要性，但克尔黑洞周围磁层的物理上现实的精确解还没有找到，即使在无力近似下。相反，近似的分析解决方案，如Blandford-Znajek（分裂），以及数值解，已被构造。在本文中，我们考虑一种新的方法来分析和建设这样的磁层。我们考虑无力电动力学靠近磁层的旋转轴周围的克尔黑洞假设轴对称。这是无力近似应该工作得最好的区域，也是射流所在的区域。我们进行了系统的研究（分裂）抛物面，抛物面和垂直渐近行为的渐近区域。施加类似于（分裂）的渐近性，我们发现在某些假设下，要求在旋转轴和事件视界的规律性限制流方程的解决方案这么多，它是不可能的解决方案是连续连接到静态（分裂）的史瓦西黑洞周围的旋转极限为零。一方面，这一结果为文献[1]中Blandford-Znajek（split-）算子的渐近性所发现的问题提供了独立的证据。另一方面，我们也指出了我们的论点中可能的警告，人们可以想象地利用修改的布兰德福德-Znajek（分裂）的微扰建设。
2020-01-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravity between Internally Electrodynamic Particles
本文提出了第一性原理预言：在电介质真空中，两个质量为M_1和M_2的带电粒子相互作用时，除了已知的相互作用力外，还存在一个吸引力。在一个电荷上的该分引力作为另一电荷的辐射去极化和磁场中的洛伦兹力而产生，是吸引辐射力，并且是普通排斥辐射力的补充。引力辐射力的精确解为F_g=G' M_1M_2/R^2，这是一个与牛顿万有引力定律完全相同的公式。G '= χ_{0^*}e^4/4πε_0^2 \hbar^2 ρ_l与牛顿的引力常量是一致的，χ_{0^*}是真空的磁化率，ρ_l是真空的线性质量密度，其余的基本常数具有通常的意义。F_g力是由一个以光速传播的横向真空偶极矩波来传递的，它可以自由地穿透物质。在所有方面，F_g力都是牛顿万有引力的一个可行的原因。
2010-02-16 astro-ph gr-qc hep-th
The classical Maxwell-Lorentz electrodynamics aspects of the electron inertia problem within the Feynman proper time paradigm
在R。费曼真时范式与真空场论方法。电子惯性问题的分析内的拉格朗日和哈密顿形式主义和相关的压力能量补偿原则。导出了修正的Abraham- Lorentz阻尼辐射力，讨论了电磁电子质量的起源.
2015-10-30 gr-qc hep-th math-ph
