Fermionic current and Schwinger effect in de Sitter spacetime
研究了二维de Sitter时空中的费米子Schwinger效应。要做到这一点，我们首先提出了一种方法来半经典计算一般的含时场的每动量模式创建的对的数量。另外，对恒定电场也进行了深入的研究。在这种情况下，可以找到狄拉克方程的解，并且可以使用标准的Bogoliubov方法计算对的数量。这一结果在适当的范围内与半经典结果一致。该解还用于计算感应电流的期望值。将这些结果与玻色子的类似研究进行比较，我们发现，虽然结果在半经典极限上一致，但它们通常不一致。特别地，对于小电场不存在强电流。
2016-01-07 gr-qc hep-th
Transformation design approach to a fermionic spacetime cage
本文讨论了时空结构在三维量子系统中的应用。有三个组成部分。首先，本文的主体部分给出了建立协变Dirac方程的时空结构与形式不变性解之间关系的约束条件。第二个是设计一个有选择约束的费米子的时空笼子。第三部分通过实验探讨了笼子的可行性。
2015-12-31 hep-th
Finite temperature Fermionic Casimir interaction in Anti-de Sitter spacetime
研究了在反deSitter时空AdS $_{D+1}$中，由大质量费米子场真空涨落在两个平行边界上的有限温度Casimir相互作用.与闵可夫斯基时空一样，卡西米尔相互作用总是倾向于在任何温度和任何质量下将两个边界相互吸引。对于玻色子场，Casimir相互作用的高温主导项与温度成线性关系。然而，对于费米子场，由于没有零松原频率，Casimir相互作用在高温下呈指数衰减。
2013-05-28 hep-th
The Fermionic Signature Operator in De Sitter Spacetime
在整体双曲时空中，费米子投影态是狄拉克场代数中一种特殊的准自由态。我们在四维德西特时空中构造和分析它，在封闭的和平坦的切片。在后一种情况下，我们表明，质量振荡属性不持有由于边界效应。这在所谓的质量分解中被考虑。所涉及的费米子签名运营商定义了一个费米子投影状态。在一个封闭的切片的情况下，我们构造的费米子签名运营商，并表明，随之而来的状态是最大对称和阿达玛形式，从而符合对应的旋量的Bunch-Davies状态。
2020-01-09 gr-qc hep-th math-ph
The Fermionic Particle Density of Flat 1+1 Dimensional Spacetime seen by an Arbitrarily Moving Observer
在1+1维空间中为一般的加速观测者构造了一个坐标系，并利用该坐标系确定了该观测者在无质量狄拉克真空中的粒子密度.方程得到的空间分布和频率分布的无质量费米子看到这个观察者，在观察者的世界线的快度函数。考虑的例子包括均匀加速观察者作为一个限制的情况下，但并不总是涉及粒子的地平线。只有低频极限取决于粒子视界的可能存在。当观测者的加速度“几乎均匀”时，光谱的其余部分是“几乎热的”。
2003-06-20 gr-qc hep-th
Vacuum Polarization of a Charged Massless Fermionic Field by a Magnetic Flux in the Cosmic String Spacetime
我们计算了理想宇宙弦时空中由磁通量引起的无质量左手旋量场的能量动量张量的真空平均值。在这一分析中，考虑了三种不同的磁场配置：{ \it{i)} }管内的均匀场，{ \it{ii)} }与$1/r$成比例的磁场和{ \it{iii)} }具有$δ$函数的圆柱壳。在这三种情况下，半径为$R$的无限长管的轴与宇宙弦重合。为了进行这些计算，我们明确地获得了与这些物理系统相关的欧几里得费曼传播子。我们将看到，这些传播子有两个不同的部分。第一个是标准的，即，对应于与理想化宇宙弦时空中的无质量费米子场相关的旋量格林函数，其中磁通量穿过线奇点。第二部分是新的，它们是由于管的半径的有限厚度。正如我们将看到的那样，这些额外的部分为能量动量张量的真空平均值提供了相关的贡献。
2003-10-08 gr-qc hep-th
Finite temperature fermionic condensate and energy-momentum tensor in cosmic string spacetime
本文研究携带磁通量的宇宙弦时空中，具有非零化学势的大质量带电费米子场在有限温度下的费米子凝聚和能量-动量张量，重点分析其热修正及其在低高温极限和近弦区域的行为。
2024-09-02 gr-qc hep-th
Fermionic vacuum densities in higher-dimensional de Sitter spacetime
研究了具有环面紧化空间维的高维de Sitter时空中有扭和无扭质量旋量场的费米凝聚和能量动量张量的真空期望值.期望值以非紧化de Sitter时空中的相应量和由非平凡拓扑诱导的部分之和的形式表示。后者是有限的，只需要对前部分进行重整化。导出了非紧化奇维de Sitter时空中重整化费米子真空密度的封闭公式。结果表明，与4维时空的情况下，对于大的质量值，这些密度被抑制指数。研究了在宇宙膨胀的早期和晚期，期望值中拓扑部分的渐近行为。当紧化维数的同动长度远小于de Sitter曲率半径时，到首阶，拓扑部分与无质量费米子场的相应量一致，并且与相应的平坦时空结果共形相关。在此极限下，拓扑部分支配非紧化de Sitter部分，反反应效应应考虑在内。在相反的极限下，对于一个有质量的场，其拓扑部分的渐近行为是阻尼振荡的。
2008-12-20 astro-ph gr-qc hep-th
Fermionic fields in the d-dimensional anti-de Sitter spacetime
研究了\hbox{$SO(d-1)$}紧致群的混合对称表示所对应的任意自旋自由无质量费米子场在偶$d$维反德西特时空中的传播.提出了自由波运动方程、辅助条件和相应的规范变换。导出了无质量场和规范参数场的能量算符的最低本征值。结果用$SO(d-1,2)$协变形式和内禀坐标表示。
1998-02-13 hep-th
Cosmic adventures in stringland: Scattering of bosonic and fermionic fields in gravitating cosmic string spacetimes
我们表明，当考虑标量场在引力宇宙弦时空中的散射时，标准分波方法的散射振幅是奇异的。为了避免时空渐近锥结构引起的发散，我们对分波形式中的渐近近似进行了修正，并对相移和总散射截面进行了修正.我们还建立了一个宇宙弦时空度规的玩具模型，并展示了与涡旋规范场的局部相互作用如何影响标量场的总截面。然后，我们应用这种形式主义的狄拉克场，并显示了明确的公式的费米总截面。最后，我们研究了玻色子场和费米子场在阿贝尔和非阿贝尔引力宇宙弦时空中的散射，并证明了散射截面具有阻尼振荡。为了理解这种行为的起源，我们使用上述玩具模型来证明时空特定的渐近结构导致了所观察到的振荡。
2021-12-24 gr-qc hep-ph hep-th
Fermionic vacuum polarization by a cylindrical boundary in the cosmic string spacetime
分析了宇宙弦时空中圆柱壳上满足MIT袋边界条件的大质量旋量场的能量动量张量和费米子凝聚的真空期望值。壳的内部和外部区域都被考虑。通过应用到相应的模式和广义阿贝尔-普拉纳公式的一个变体，我们明确地提取部分的期望值对应的宇宙弦几何无边界。这样，重整化过程就简化为无边界宇宙弦时空的重整化过程。由圆柱壳引起的部分以远离边界的点快速收敛的积分表示。研究了真空密度在各参数渐近区域的行为。在平面角亏损的大值的限制下，边界诱导的期望值被指数抑制。作为特例，我们讨论了闵可夫斯基时空背景下圆柱壳的费米真空密度。
2008-09-04 astro-ph gr-qc hep-th
Fermionic Casimir densities in anti-de Sitter spacetime
研究了在反deSitter时空背景下，在两个平行边界几何和袋边界条件下，大质量费米子场的费米子凝聚和能量动量张量的真空期望值.利用广义Abel-Plana求和公式，将径向量子数本征值的真空期望值分解为无边界、单边界诱导和第二边界诱导三部分.这样，重整化过程就非常方便地简化为对应于无边界AdS时空的过程。边界诱导贡献的费米子凝聚和真空期望值的能量密度被证明是处处为负。真空期望值在距离边界远大于AdS空间的曲率半径处被指数抑制。在边界附近，与背景时空的曲率相关的影响被证明是次主导的，并导致秩序，所有已知的结果在闵可夫斯基散装边界恢复。Zeta函数技术被成功地用于边界之间的区域中的总真空能量的评估。它被证明，它们之间产生的相互作用力是有吸引力的，对于大的分离，它们也呈指数衰减。最后，我们的结果进行了扩展，并明确翻译到费米Casimir密度在膜世界的Randall-Sundrum类型的场景。
2013-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fermionic Bell violation in the presence of background electromagnetic fields in the cosmological de Sitter spacetime
在宇宙学de Sitter时空中，在恒定强度的背景电磁场存在下，研究了Dirac费米子对贝尔不等式的破坏。得到了Dirac模函数的正交化形式，并得到了相应的Bogoliubov系数的压缩态展开式.我们着重讨论了两种情况：强电场和重质量极限（相对于哈勃常数）.利用压缩态展开，我们证明了真空和一些最大纠缠初态的Bell破坏。尽管背景磁场本身不能产生粒子，但在存在背景电场和/或时空曲率的情况下，它可以影响粒子的产生速率。因此，我们在这里的主要目的是研究背景磁场强度在贝尔破坏中的作用。在这方面的定性差异，不同的最大纠缠初始状态。进一步推广这些结果到所谓的$α$ -真空也进行了讨论。
2021-11-15 gr-qc hep-th
Fermionic vacuum polarization by a cosmic string in anti-de Sitter spacetime
本文研究了反德西特时空中存在宇宙弦时，与大质量费米子场相关联的费米子凝聚（FC）和能量动量张量的真空期望值（VEV）.为了发展这种分析，我们在相应的时空中构造了归一化本征函数的完整集合。我们考虑AdS边界上的边界条件的一种特殊情况，当MIT袋边界条件施加在从边界的有限距离处的场算子上时，然后将其取为零。能量动量张量的FC和VEV被分解为纯AdS和弦诱导部分。由于文献中对AdS时空中单圈量子效应的分析已经有所发展，因此本文主要研究宇宙弦对VEV的影响。能量动量张量的VEV中弦诱导部分是对角的，轴向和径向应力等于能量密度。对于弦附近的点，曲率的影响是次显性的，并且到前导阶，VEV与Minkowski体中宇宙弦的VEV相一致。在大的适当距离的字符串，衰减的VEVs显示幂律依赖的距离无质量和有质量的字段。这与闵可夫斯基体的情况相反，在闵可夫斯基体中，对于大质量场，弦引起的部分呈指数衰减。
2013-07-04 gr-qc hep-th
Induced fermionic current in toroidally compactified spacetimes with applications to cylindrical and toroidal nanotubes
本文计算了在常规范场作用下，任意数量的超环面紧化空间维的时空中，质量旋量场的费米子流真空期望值。利用Abel-Plana型求和公式和zeta函数技巧，给出了两种不同形式的费米子流。背景时空的非平凡拓扑结构导致了规范场诱导的费米子流的Aharonov-Bohm效应。电流是磁通量的周期函数，其周期等于磁通量量子。在没有规范场的情况下，对于非扭曲场和扭曲场的特殊情况，它消失了。应用的一般公式的Kaluz-Klein型模型和圆柱形和环形碳纳米管。在没有磁通量的情况下，碳纳米管中的总费米子电流消失，这是由于石墨烯六方晶格的两个不同子晶格的贡献被抵消。
2010-08-22 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Some measures for fermionic entanglement in the cosmological de Sitter spacetime
本文研究了四维宇宙学de Sitter背景下Dirac费米子的量子关联和纠缠的两种度量，即Bell-Mermin-Klyshko不等式的违反和量子不和谐.对于双模和四模压缩态，BMK破坏集中在真空中，并且随着模数的增加而增加。对于量子不和谐，我们研究了真空中的最大纠缠态。定性的相似之处以及我们的结果与de Sitter在标量和费米场论的背景下的不同协调的差异进行了讨论。
2020-08-12 gr-qc hep-th quant-ph
Fermionic current induced by magnetic flux in compactified cosmic string spacetime
在本文中，我们研究了四维时空中沿理想宇宙弦运动的磁通量所感应的费米子电流密度，并承认弦轴上的坐标是紧化的。为了发展这一研究，我们构造了一套完整的费米模函数服从一般准周期性条件沿紧维。将方位电流密度的真空期望值分解为两部分。第一个对应于未紧化的宇宙弦几何，第二个是紧化引起的修正。对于第一部分，我们提供了一个封闭的表达式，其中包括各种特殊情况下，以前在文献中讨论。第二部分是磁通量沿弦轴的奇周期函数，其周期等于磁通量量子，它是弦轴所包围的磁通量的偶函数。宇宙弦轴的紧化与准周期性条件的结合导致非零轴向电流密度。后者是沿弦轴的磁通量的偶周期函数和由弦轴包围的磁通量的奇周期函数。在没有被弦轴包围的磁通量的情况下，无扭场和扭场的轴向电流密度为零。本文研究了真空费米子流在弦附近和离弦很远的地方的渐近行为，特别地，方位流和轴流的拓扑部分在弦轴上是有限的。
2013-06-05 gr-qc hep-th
Fermionic greybody factors in Schwarzschild acoustic black holes
在史瓦西声学黑洞（SABH）时空中，我们研究费米子的波动动力学。为此，我们首先考虑到狄拉克方程的SABH采用零四分体的纽曼-彭罗斯（NP）形式主义。然后，我们考虑狄拉克和Rarita Schwinger方程，分别。场方程被简化为径向和角度方程组。利用角向方程组的解析解，将径向波动方程解耦，得到一维类薛定谔波动方程及其有效势。所获得的有效电位的图形描绘和分析。最后，我们研究了SABH时空辐射的费米子灰体因子。深入研究了声学调谐参数对SABH时空的GFs的影响。半解析的WKB方法和边界的GF被用来产生的结果，这是图形化显示和讨论。
2023-02-19 gr-qc hep-th
Scalar and fermionic vacuum currents in de Sitter spacetime with compact dimensions
研究了（D+1）维dS时空中带荷标量场和Dirac旋量场电流密度的真空期望值.沿着紧凑的尺寸，我们施加任意相位的准周期性条件。此外，还假设了经典常值规范场的存在。电荷密度和电流密度沿非紧凑尺寸的分量的VEV消失。规范场导致沿紧维的分量随磁通量变化的Aharonov-Bohm振荡。对于紧致维的小的同动长度，与dS曲率尺度相比，电流密度与闵可夫斯基时空中相应的电流通过共形关系相关联。对于大的值的共动长度和一个标量场，取决于现场的质量，两个不同的制度实现与单调和振荡阻尼的电流密度。对于一个有质量的旋量场，电流密度的衰减总是振荡的。在具有相同数量的标量和费米子自由度以及在周期性条件下具有相同相位的闵可夫斯基时空背景下的超对称模型中，由于标量和费米子部分之间的抵消，总电流密度为零。背景引力场以不同的方式改变标量场和费米子场的电流密度，并且对于大质量场，在dS时空中没有抵消。
2013-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Linear bosonic and fermionic quantum gauge theories on curved spacetimes
我们开发了一个一般设置的线性玻色子和费米子场论的量子化受当地规范不变性，并显示如何标准的例子，如线性化杨米尔斯理论和线性化广义相对论适合这个框架。我们的结构总是导致一个定义良好的和规范不变的量子场代数，这个代数的中心和表示，然而，必须分析的情况下，逐案的基础上。我们讨论一个例子的费米子规范场理论的希尔伯特空间表示的存在的必要条件是不满足任何时空。另一方面，我们证明了在某些时空上线性化纯N=1超引力中的Rarita-Schwinger规范场满足这些条件，包括渐近平坦时空和具有紧Cauchy曲面的时空类。我们还给出了一个明确的例子，在超引力背景下，Rarita-Schwinger规范场不能一致量子化。
2013-03-19 gr-qc hep-th math-ph
Fermionic vacuum polarization in compactified cosmic string spacetime
研究了在沿轴紧化的宇宙弦几何中带电大质量费米子场的费米子凝聚（FC）和能量动量张量的真空期望值（VEV）.此外，我们假设存在两种类型的磁通量：一种是沿着宇宙弦运行的磁通量，另一种是被紧致维包围的磁通量。这些通量引起Aharanov-Bohm样效应的VEVs。VEV被分解成两个部分，对应于一个直的宇宙弦的几何结构，而没有紧化加上弦轴的紧化引起的拓扑部分。这两种贡献都是周期等于磁通量量子的磁通量的偶周期函数。对于对应于直宇宙弦和拓扑宇宙弦的部分，真空能量密度等于径向应力。此外，对于直宇宙弦，轴向应力等于能量密度，而对于大质量费米场，拓扑贡献不等于轴向应力。关于对磁通量的依赖性，费米子凝聚和真空能量密度两者可以是正的或负的。此外，对于弦附近的点，对VEV的主要贡献来自直的宇宙弦部分，而在大距离处，拓扑部分占主导地位。除了真空态的局域特性外，我们还计算了弦引起的拓扑Casimir能。
2013-11-19 gr-qc hep-th
Fermionic vacuum polarization by a flat boundary in cosmic string spacetime
本文研究了宇宙弦时空中由平边界诱导的大质量费米子场的费米子凝聚和能量动量张量的重整化真空期望值。在此分析中，我们假设场算子在边界上服从MIT袋边界条件。我们明确地将VEVs分解为边界自由和边界诱导部分。这两个部分都提供了通用公式，它们对与宇宙弦相关的任何参数值都有效。对于无质量场，费米子凝聚体中的无边界部分和能量动量张量中的边界诱导部分消失。对于有质量的场，径向应力等于无边界部分和边界诱导部分的能量密度。沿宇宙弦轴的边界诱导应力部分消失了。总的能量密度处处为负，而沿方位角方向的有效压力在边界附近为正，在宇宙弦附近为负。我们表明，对于远离边界的点，边界诱导的部分在费米子凝聚和VEV的能量动量张量消失的字符串。
2012-09-12 gr-qc hep-th quant-ph
Fermionic vacuum polarization around a cosmic string in compactified AdS spacetime
研究了（4+1）维局域AdS时空中宇宙弦和空间维紧化对费米子场能量动量张量真空期望值（VEV）的拓扑效应.利用Abel-Plana求和公式，明确地提取了紧化引起的贡献.平均能量-动量张量是对角的，沿垂直于AdS边界方向和宇宙弦方向的真空应力等于能量密度。所有的分量都是弦芯内部磁通量的偶周期函数，并且被紧维所包围，周期等于磁通量量子。真空能量密度可以是正的或负的，这取决于参数的值和与弦的距离。能量-动量张量在VEV中的拓扑贡献在AdS边界上消失。在弦附近，紧化和引力场的影响很弱，渐近展开式中的首项与（4+1）维Minkowski时空中相应的VEV相一致。在大距离上，宇宙弦的衰变在真空能量-动量张量中的贡献，作为到弦的适当距离的函数，遵循幂律。对于闵可夫斯基体中的宇宙弦和大质量场，相应的衰减是指数的。在AdS/CFT对应的框架内，AdS边界上的共形场论的几何对应于（3+1）维闵可夫斯基时空中沿其轴紧化的标准宇宙弦。
2021-09-09 gr-qc hep-th
Finite temperature fermionic charge and current densities induced by a cosmic string with magnetic flux
本文研究了具有非零化学势的大质量费米子场$μ$的电荷密度和电流密度的有限温度期望值，该场位于具有沿其轴运行的磁通量的直宇宙弦的几何中.这些密度被分解成真空期望值和来自粒子和反粒子的贡献。电荷密度是周期等于量子通量的磁通量的偶周期函数和化学势的奇函数。电流密度的唯一非零分量对应于方位电流。后者是磁通量的奇周期函数和化学势的偶函数。在高温下，由平面角亏损和磁通量引起的电荷密度和方位电流的部分是指数小的。低温下的渐近行为关键地取决于$|μ|$的值是大于还是小于场量子的质量$m$。对于$|μ|<m$，电荷密度和来自粒子和反粒子对方位电流的贡献在低温下呈指数抑制。在$|μ|>m$的情况下，电荷和电流密度接收来自真空期望值和来自粒子或反粒子（取决于化学势的符号）的两个贡献。在离弦很远的地方，弦表现出阻尼振荡行为，其振幅与距离的平方成反比。
2014-12-10 gr-qc hep-th
Fermionic Casimir effect in toroidally compactified de Sitter spacetime
研究了空间拓扑为$\mathrm{R}^{p}\times (\mathrm{S}^{1})^{q}$的de Sitter时空中的费米子凝聚和大质量旋量场的能量动量张量真空期望值。这两种情况下的周期性和反周期性的条件，沿紧化的维度。利用Abel-Plana公式，从真空期望值中提取拓扑部分.这样，重整化就被简化为非紧化de Sitter时空中的重整化过程。结果表明，在非紧化子空间中，能量动量张量拓扑部分的状态方程是宇宙学常数型的。研究了在宇宙膨胀的早期和晚期，期望值中拓扑部分的渐近行为。在紧化维数的同动长度远小于de Sitter曲率半径的极限下，能量-动量张量期望值中的拓扑部分与无质量场的相应量一致，并且与相应的平坦时空结果共形相关。在这个极限中，拓扑部分支配非紧化的de Sitter部分。在相反的极限下，对于大质量场，费米凝聚体和能量动量张量的拓扑部分的渐近行为都是阻尼振荡的。
2008-03-17 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmic string and brane induced effects on the fermionic vacuum in AdS spacetime
研究了在5维反德西特（AdS）时空背景下，携带磁通量的宇宙弦和膜对费米子凝聚（FC）和大质量带电费米子场能量动量张量真空期望值（VEV）的联合作用.膜平行于AdS边界，它将空间分成两个具有不同费米真空性质的区域。对于场算子上的两种边界条件和实现Clifford代数的两种不等价表示的场，明确地分离了膜诱导的VEV贡献. VEV是限制在芯中的磁通量的偶周期函数，具有通量量子的周期。在视界附近，FC和真空能量动量张量主要由无膜贡献决定，而膜诱导部分在膜附近区域占主导地位。这两个贡献消失在AdS边界上。在距离宇宙弦很远的地方，VEV的拓扑贡献，作为适当距离的函数，在膜和AdS视界之间的区域表现出逆幂律下降，在膜和AdS边界之间的区域表现出指数下降。我们发现FC和真空能量密度可以是正的或负的，这取决于到膜的距离。讨论了在电荷共轭和宇称变换下不变的费米子模型以及在$Z_{2}$ %对称膜世界模型中的应用。通过极限跃迁，我们导出了在5维Minkowski体上存在垂直于弦的边界时，宇宙弦的FC和真空能量动量张量的表达式。
2022-04-13 gr-qc hep-th
Effective lagrangian for a mass dimension one fermionic field in curved spacetime
在这项工作中，我们使用动量空间技术来评估传播子$G(x,x^{\prime})$的自旋$1/2$质量维一旋量场弯曲的Friedmann-Robertson-Walker时空。作为结果，我们建立了一个循环校正的有效拉格朗日在符合限制。更进一步，我们计算了有限温度范围内的有效拉格朗日量。我们到达有趣的宇宙学后果，作为时间依赖的宇宙学“常数”，充分解释以前的宇宙学模型的功能形式。
2018-02-26 hep-th
Fermionic vacuum polarization by a magnetic tube in the cosmic string spacetime
本文考虑了在理想宇宙弦时空中，在有限半径圆柱管中存在磁场的情况下，带电的大质量费米子量子场。考虑了三种不同的磁场配置：（i）半径为$a$的圆柱壳，（ii）与$1/r$成比例的磁场和（iii）恒定的磁场。在这三种情况下，半径为$a$的无限长管的轴与宇宙弦重合。本文的主要目的是分析费米子凝聚（FC）e和费米子能量动量张量的真空期望值（VEV）。为了做到这一点，我们明确地构造了一套完整的规范化波函数的磁场的每一个配置。我们发现，在管外的区域，FC和VEV的能量动量张量被分解成两个部分：第一个对应于零厚度的磁通量的贡献，和秒引起的非平凡结构的磁场，命名为核心引起的贡献。后者根据所考虑的磁场配置呈现特定形式。我们还证明了能量动量张量的VEV是对角的，服从守恒条件，其迹用费米子凝聚表示。零厚度对能量动量张量的FC和VEV的贡献仅取决于管内磁通量与量子磁通量之比的分数部分。至于磁芯感应贡献，它们取决于管内的总磁通量，因此，通常不是磁通量的周期函数。
2017-01-24 gr-qc hep-th
Fermionic Casimir effect in de Sitter spacetime
本文研究了具有任意多个环面紧化维的de Sitter时空中的大质量旋量场的Casimir密度。能量动量张量的真空期望值以非紧化de Sitter时空中相应量与非平凡拓扑诱导部分之和的形式给出。后者是有限的，只需要对第一部分进行重整化。研究了宇宙膨胀早期和晚期拓扑项的渐近行为。当紧化维数的同动长度远小于de Sitter曲率半径时，拓扑部分在首阶上与无质量费米子场的相应量一致，并且与具有相同拓扑的相应平坦时空结果共形相关。在此极限下，拓扑项支配非紧化de Sitter部分，反反应效应应被考虑。在相反的极限下，对于一个有质量的场，拓扑部分的渐近行为是阻尼振荡的。
2008-09-05 astro-ph gr-qc hep-th
A local action for fermionic unconstrained higher spin gauge fields in (A)dS space
Segal已经建立了$d$维（A）dS $_d$时空中玻色无约束高自旋规范场的局域自由作用量原理。然而，后来舒斯特和托罗在四维平坦时空中，从玻色子连续自旋规范理论中提取了这样一个作用量，当连续自旋参数为零时。另一方面，与Schuster-Toro作用量类似，我们在四维平坦时空中发现了费米子连续自旋规范理论。因此，值得注意的是，在极限下去掉它的费米子高自旋表述，并将其推广到$d$维（A）dS $_d$时空。因此，在本文中，我们将提出一个类似的作用量原理，在$d$维（A）dS $_d$时空中的费米子。此外，在运动方程的水平上，我们将演示如何在$d$维（A）dS $_d$时空中的Fronsdal和Fang-Fronsdal方程，分别与上面提到的玻色子和费米子高自旋作用的欧拉-拉格朗日方程有关。
2018-12-02 hep-th
Azimuthal fermionic current in the cosmic string spacetime induced by a magnetic tube
本文分析了在宇宙弦时空中，有限半径圆柱管$a$中的磁场所感应的真空方位角费米子电流。考虑了三种不同的磁场配置：（i）半径为$a$的圆柱壳，（ii）与$1/r$成比例的磁场和（iii）恒定的磁场。在这三种情况下，半径为$a$的无限长管的轴与宇宙弦重合;而且，我们只对管外的区域进行这种分析。为了做到这一点，我们明确地构造了相应的归一化波函数的完整集合。我们表明，在管外的区域，感应电流被分解成一个零厚度磁通量对应的部分，除了核心感应的贡献。后者根据所考虑的磁场配置呈现特定形式。零厚度贡献仅取决于管内磁通量与量子磁通量之比的小数部分。至于磁芯感应贡献，它取决于管内的总磁通量，因此，一般来说，它不是磁通量的周期函数。
2018-01-04 gr-qc hep-th
Induced fermionic current by a magnetic tube in the cosmic spacetime
本文考虑了在有限半径圆柱形管中存在磁场的理想宇宙弦时空中的带电大质量费米子量子场。考虑了三种不同的磁场配置：（i）半径为$a$的圆柱壳，（ii）与$1/r$成比例的磁场和（iii）恒定的磁场。在这三种情况下，半径为$a$的无限长管的轴与宇宙弦重合。我们的主要目标是分析真空管外的感应费米子电流密度。为了做到这一点，我们明确地构造了每种情况下管内外的波函数。有了规范化波函数的完整集合，我们使用求和方法来展开我们的分析。我们表明，在管外的区域，感应电流被分解成一个零厚度的磁通量，除了一个核心感应的贡献相应的部分。后者根据所考虑的磁场配置呈现特定形式。我们还看到，费米子电流的唯一非零分量对应于方位角分量。零厚度贡献仅取决于管内磁通量与量子磁通量之比的小数部分。至于磁芯感应贡献，它取决于管内的总磁通量，因此，一般来说，它不是磁通量的周期函数。
2015-11-09 gr-qc hep-th
Fermionic vacuum polarization by a cosmic string in de Sitter spacetime
研究了de Sitter时空背景下直宇宙弦几何中的费米子凝聚和大质量旋量场的能量动量张量真空期望值。通过使用Abel-Plana求和公式，我们明确地从期望值中提取与纯粹de Sitter空间相关的贡献，保留由宇宙弦引起的期望值。后者也提供了有关德西特引力的信息。由于文献中已经对de Sitter空间中的费米量子涨落进行了研究，所以本文主要关注宇宙弦诱导的贡献。对于无质量场，费米子凝聚消失，弦的存在并没有破坏无质量理论的手征对称性。与标量场不同，对于有质量的费米子场，能量动量张量的真空期望值是对角的，轴向和径向应力等于能量密度.在离弦很远的地方，真空密度中弦诱导部分的行为是阻尼振荡的，振幅随距离的四次方倒数衰减。这与平坦时空的情况相反，在平坦时空中，弦诱导的大质量场的真空密度随离弦的距离呈指数衰减。在de Sitter空间的大曲率半径的极限下，我们恢复了平坦时空中宇宙弦的结果。
2010-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Induced fermionic current in AdS spacetime in the presence of a cosmic string and a compactified dimension
在本文中，我们考虑了一个大质量的带电费米子量子场，并研究了一个磁通量在一个5维反德西特时空的背景几何中沿一个理想宇宙弦的核运行所引起的电流密度，假设一个额外的维是紧化的。沿着紧维，对具有一般相位的场施加了拟周期性条件。此外，我们承认存在一个磁通量封闭的紧化轴。后者引起Ahanorov-Bohm效应的真空期望值的电流。在此设置中，仅发生方位角和轴向电流密度。前者有两个贡献，第一个是由于没有紧致维的5维AdS时空中的宇宙弦，第二个是由紧致化本身引起的。后者是沿宇宙弦的磁通量的奇函数和被周期等于量子通量的紧化轴包围的磁通量的偶函数。对于轴向感应电流，它是沿弦芯的磁通量的偶函数和由紧化周长包围的磁通量的奇函数。对于沿紧维的无扭场和有扭场，轴向电流为零。无质量场的情况下，以及模型的参数的一些渐近限制。
2020-02-17 gr-qc hep-th
Topological Casimir effect for fermionic condensate in AdS spacetime with compact dimensions
该研究探讨AdS时空中紧致维度对费米子凝聚体的拓扑Casimir效应，提取拓扑贡献并分析其边界与视界行为，应用于二维狄拉克材料。
2025-02-03 gr-qc hep-th quant-ph
Dynamical Symmetry Breaking in Four-Fermionic Models under the Influence of External Electromagnetic Field in Curved Spacetime
在三维和四维时空中研究了具有外常电磁场和弱引力场的Nambu-Jona-Lasinio模型。复合双费米子场的有效势的计算保持项的曲率线性，而电磁场的影响是通过适当的时间的形式化处理。对伴随着相变的动力学对称性破缺现象进行了数值模拟。
1997-11-26 hep-th
Induced fermionic currents in de Sitter spacetime in the presence of a compactified cosmic string
本文研究了deSitter时空背景下紧致宇宙弦几何中的真空费米子流。这些电流是由沿着宇宙弦运行的磁通量感应的，并被致密维度所包围。我们发现，真空电荷和电流密度的径向分量消失。利用Abel-Plana求和公式，将方位流和轴向流分解为两部分：第一部分对应于直宇宙弦的几何结构，第二部分由弦沿其轴向的紧化引起.对于轴向电流，第一部分为零，相应的拓扑部分是沿弦轴的磁通量的偶周期函数和由紧维包围的磁通量的奇周期函数，其周期等于磁通量量子。方位电流密度是弦轴上磁通量的奇周期函数，是同一周期的紧维所围磁通量的偶周期函数。取决于磁通量，平面角亏损可以增强或减小方位电流和轴向电流。背景引力场对真空流的影响在离弦的距离大于德西特曲率半径时是至关重要的。特别是，对于一个直的宇宙弦的几何形状和一个大规模的费米子场，我们表明，方位电流密度的衰减是阻尼振荡的振幅与距离的四次方成反比的字符串。这种行为与闵可夫斯基体中的弦的情况形成鲜明对比，在闵可夫斯基体中，电流密度在大距离处被指数抑制。
2014-07-30 gr-qc hep-th
RGUP Corrections to Scalar and Fermionic Fields
本研究利用Stetsko-Tkachuk近似，推导了相对论广义不确定性原理对标量和费米子场的修正方程，确保最小可观测长度，并适用于高能物理、黑洞热力学和宇宙学。
2025-04-22 gr-qc hep-ph hep-th
Quasinormal modes of charged fermions in linear dilaton black hole spacetime: Exact frequencies
研究了具有双Liouville型势的Einstein-Maxwell-Einstein理论中$4$ -维线性玻色子黑洞背景下的带电无质量费米子微扰.我们给出了解析的费米子准正规模，其Dirac方程用超几何函数求解。我们还讨论了这些黑洞在带电费米子扰动下的稳定性。
2021-02-06 gr-qc hep-th math-ph
Vacuum polarisation of Dirac fermions in the cosmological de Sitter-global monopole spacetime
本文研究了位于宇宙学de Sitter时空中的点状全局粒子诱导的狄拉克费米子场的真空极化效应。首先，我们推导出四个正交狄拉克模式在此背景下，在一个封闭的形式。使用这些模式量子化场，然后我们计算费米子凝聚，$\langle 0| \overlineΨ Ψ| 0\rangle$，以及真空期望值的能量动量张量的大质量狄拉克场，以特定的方式正规化。我们已经使用阿贝尔-普拉纳求和公式，以提取这些数量的全球性的贡献，并研究了它们的变化数值相对于相关参数。
2022-03-24 gr-qc hep-th
Classical Simulations of Quantum Field Theory in Curved Spacetime I: Fermionic Hawking-Hartle Vacua from a Staggered Lattice Scheme
我们数值计算了弯曲二维（洛伦兹）时空中自由狄拉克费米子的量子场论（QFT）中二次算符的重整化期望值。首先，我们使用交错费米子离散产生一系列的晶格理论产生所需的QFT在连续极限。数值计算的晶格常数，然后使用近似，通过外推，那些在连续。最后，我们使用所谓的点分裂正则化和Hadamard重整化，以消除分歧，从而获得有限的，重整化的期望值的二次算子的连续。作为说明性的应用，我们展示了如何恢复在平坦时空的Unruh效应，以及如何计算重整化期望值在霍金-哈特尔真空的史瓦西黑洞和Bunch-Davies真空的膨胀宇宙的de Sitter时空描述。虽然在这里，我们解决了一个非相互作用的QFT使用自由费米子技术，在本文中描述的框架奠定了基础，随后的一系列研究，涉及模拟相互作用的QFT在弯曲时空张量网络技术。
2020-08-25 gr-qc hep-lat hep-th
Fermionic Casimir densities in toroidally compactified spacetimes with applications to nanotubes
本文研究了任意数量的超环面紧化空间维的高维时空中质量旋量场的费米凝聚和能量动量张量的真空期望值。利用Abel-Plana求和公式和zeta函数技巧，给出了两种不同形式的真空期望值。给出了该公式在圆柱形和环形碳纳米管中的应用。我们表明，拓扑Casimir能量是积极的金属圆柱形纳米管和半导体的是负的。圆柱形纳米管沿其轴的环形紧化增加了沿其轴的金属型（周期性）边界条件下的Casimir能量，并降低了Casimir能量的螺旋型紧化。
2009-02-21 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Spacetime quantum mechanics for bosonic and fermionic systems
Center for Nonlinear Studies (CNLS), Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室非线性研究中心）；Information Sciences, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室信息科学部）；Departamento de Física-IFLP/CONICET, Universidad Nacional de La Plata（拉普拉塔国立大学物理系/IFLP/阿根廷国家科学研究委员会）；Comisión de Investigaciones Científicas (CIC)（科学调查委员会）
本文提出了一种将时空对称结构应用于量子力学的新方法，统一了时空分离的公理，并为路径积分和费米子系统提供了新的视角。
2026-02-09 gr-qc hep-th quant-ph
Fermionic condensate and the Casimir effect in cosmic string spacetime
我们调查的非平凡的拓扑结构，诱导的宇宙弦，边界上的费米子凝聚和真空期望值（VEV）的能量动量张量的大质量费米子场的综合影响。作为边界的几何形状，我们考虑垂直于弦轴的两个板，其上的场受MIT袋边界条件的约束。利用Abel-Plana型求和公式，将板间区域的涡量分解为边界自由贡献和边界诱导贡献。在费米凝聚和能量动量张量中，边界诱导部分在宇宙弦上都消失了。费米子凝聚在弦附近为正，在大的距离上为负，而真空能量密度到处都是负的。径向应力等于能量密度。对于无质量场，能量动量张量的VEV中的边界诱导贡献仅在板之间的区域中不为零，并且它不依赖于沿着弦轴的坐标。在板块之间的区域和离弦很远的地方，拓扑部分的衰减对有质量场和无质量场都是指数衰减。这种行为是相反的能量动量张量的VEV在无边界几何与幂律衰减的无质量场。板上的真空压力是不均匀的，并且在弦的位置处消失。相应的Casimir力是吸引力。
2016-09-16 gr-qc hep-th quant-ph
Asymptotic structure of the Rarita-Schwinger theory in four spacetime dimensions at spatial infinity
我们研究了在空间无穷远的四维时空中，自由Rarita-Schwinger理论的Hamilton形式的渐近结构。我们施加边界条件的自旋3/2字段下的非平凡的渐近费米子对称性的无限维（阿贝尔）代数不变。这组边界条件与洛伦兹助推下理论的不变性的相容性要求在哈密顿作用量中引入边界自由度，沿着电磁线。这些边界自由度修改辛结构的表面贡献出现除了标准的大块。庞加莱变换则有明确定义的（可积的，有限的）正则生成元。此外，我们还进一步扩展了非正常费米子规范对称性，它们也是定义良好的正则变换，并被无穷远处两个独立的角相关旋量函数所参数化，从而得到一个具有中心荷的无限维费米子代数.接下来，我们将分析扩展到超对称自旋$(1,3/2)$和自旋$(2,3/2)$多重态。首先，我们给出了自旋- $(1,3/2)$多重态上的超庞加莱代数的正则实现，它被分别与电磁场和Rarita-Schwinger场相关的角度依赖玻色子和费米子非正常规范对称性的无限维阿贝尔代数一致地增强。然后对自旋- $(2,3/2)$多重态进行类似的分析，以获得超庞加莱代数的正则实现，这种正则实现被自旋- $2$场的阿贝尔反常玻色子规范变换（BMS超平移）和自旋- $3/2$场的阿贝尔反常费米子规范变换一致地增强。
2021-02-19 gr-qc hep-th
Induced fermionic current at finite temperature
在这里，我们分析了有限的温度期望值的电荷和电流密度的大质量费米子量子场与非零化学势，$μ$，引起的磁通量沿轴的理想宇宙弦。这些密度被分解成真空期望值和来自粒子和反粒子的贡献。具体地，电荷密度是周期等于量子通量的磁通量的偶周期函数和化学势的奇函数。电流密度的唯一非零分量对应于方位电流，并且它是磁通量的奇周期函数和化学势的偶函数。这两种分析都是针对$|μ|$小于场量子$m$的质量的情况开发的。
2015-09-24 gr-qc hep-th
Quantum Liquid Crystal Phases in Fermionic Superfluids with Pairing between Fermion Species of Unequal Densities
费米子系统中的超流性起源于费米子的配对和这些所谓的库珀对的玻色凝聚。库珀对通常由不同种类的费米子组成;例如在超导体中，它们是具有相反自旋的电子对。因此，配对和超流性最有利的情况是形成配对的两种费米子具有相同的密度。本文研究了两种配对粒子密度不同时可能出现的超流态，结果表明，所形成的超流态与液晶的相态具有显著的相似性。这使我们能够提供一个统一的描述可能的配对阶段，并了解它们之间的相变。
2005-08-19 cond-mat.supr-con hep-th nucl-th
Harvesting Fermionic Field Entanglement in Schwarzschild Spacetime
该研究在1+1维史瓦西时空中利用UDW探测器探究费米子场纠缠提取，分析不同真空与轨迹下的跃迁率、纠缠特性及反霍金效应等的影响，补充了引力场中费米子纠缠的相关结论。
2025-07-17 gr-qc hep-th quant-ph
Finite temperature bosonic charge and current densities in compactified cosmic string spacetime
本文研究了具有非零化学势的大质量玻色子场在高维紧致宇宙弦几何中的感生电荷密度和感生电流密度的期望值，该宇宙弦具有沿着弦核的磁通量，并被紧致化方向所包围，在有限温度下处于热平衡状态$T$ .这些密度是通过将它们分解为真空期望值和来自粒子和反粒子的有限温度贡献来计算的。唯一的非零分量对应的电荷，方位角和轴向电流密度。利用Abel-Plana公式，我们将密度分量分解为宇宙弦诱导的密度分量和紧化诱导的密度分量。电荷密度是化学势的奇函数，是周期等于量子通量的磁通量的偶周期函数。此外，方位角（轴向）电流密度是化学势的偶函数和具有相同周期的磁通量的奇（偶）周期函数。本文主要讨论电荷和电流密度的热效应，包括一些极限情况，低温和高温近似。我们表明，在所有情况下，温度提高诱导密度。
2015-08-10 gr-qc hep-th
Fermionic Love number of higher-dimensional Reissner-Nordström black holes
School of Physics and Astronomy, China West Normal University（西华师范大学物理与天文学院）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；International of Theoretical Physics, Chinese Academy of Science（中国科学院理论物理国际中心）
本文推广了费米子潮汐Love数(TLNs)到高维Reissner-Nordström黑洞，通过求解D维无质量Dirac方程并分析渐近行为提取TLNs，发现其具有丰富的维度依赖结构，且对所有l和D≥4非零。
2026-06-24 gr-qc hep-th
Fermionic currents in AdS spacetime with compact dimensions
在具有任意数量的环面紧化Poincare空间维数的（D+1）维局部AdS时空中，在常规范场存在下，我们导出了费米子流密度的真空期望值（VEV）的封闭表达式.后者可以正式解释为一个磁通量踏紧凑的尺寸。在紧致子空间中，场算子服从具有任意相位的拟周期性条件。电荷密度的VEV为零，电流密度仅沿紧凑尺寸具有非零分量。它们是磁通量的周期函数，其周期等于磁通量量子，并且在AdS边界上趋于零。在视界附近，背景引力场的影响很小，相应渐近展开式中的主导项与局部闵可夫斯基体中无质量场的VEV相一致。与闵可夫斯基的情况不同，在由相同数量的费米子和标量自由度组成的系统中，在周期性条件下具有相同的质量，电荷和相位，总电流密度不会为零。在这些系统中，视界上标量和费米子贡献的主导发散被抵消，因此，在垂直于AdS边界的坐标上积分的电荷通量变得有限。我们表明，在奇时空维的费米场实现两个不等价的表示的Clifford代数和具有相等的相位的周期性条件下，给出了相同的贡献的VEV的电流密度。结合这些场的贡献，得到了奇维C-、P-和T -对称模型中的电流密度。作为应用，我们考虑了弯曲碳纳米管中的基态电流密度。
2017-07-27 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Fermionic Lorentz violation and its implications for interferometric gravitational-wave detection
Advanced LIGO最近报道的引力波的直接探测激发了这篇文章。在这种情况下，一个特定的经典，大质量粒子的洛伦兹破坏框架是重点。后者的特点是在时空中的一个优选方向组成的CPT奇组件与质量维度1。时空中的曲率效应，这是由传播的引力波，被假定为变形，否则恒定的背景场。根据自发的洛伦兹破坏，采取了一个特定的选择的矢量场，这是在其他地方提出的。得到了受这种洛伦兹破坏的粒子的测地线方程。随后，计算并讨论了它们的数值解。考虑的特定模型导致粒子轨迹的变化，其对干涉引力波实验，如LIGO的影响将被研究。
2017-09-11 gr-qc hep-th
Emergent $α$-like fermionic vacuum structure and entanglement in the hyperbolic de Sitter spacetime
我们报告了双曲德西特时空中自由有质量或无质量狄拉克场的真空结构的一个重要特征。这里我们有两个因果关系不相连的区域，比如说$R$和$L$，它们被另一个区域$C$隔开。我们对$R\cup L$中的场论感兴趣，以理解$R$和$L$之间的长程量子关联。狄拉克场的局部模式在$R$或$L$中具有单独的支持，以及通过分析地将$R$模式延续到$L$而发现的全局模式，反之亦然。然而，我们表明，不同于一个标量场的情况下，解析延拓不保持所产生的全球模式的正交性。因此，我们需要在场量子化之前，按照Gram-Schmidt处方对它们进行正交归一化，以保持规范的反对易关系。我们观察到，这个处方自然纳入时空独立的连续参数，$θ_{\rm RL}$，到图片。因此，有趣的是，我们得到一个自然出现的单参数家庭的$α$一样的德西特真空。指出了产生无质量产生粒子的通常热谱的$θ_{\rm RL}$值。接下来，使用这些真空，我们调查的纠缠和Rényi熵的任何区域，并证明其依赖于$θ_{\rm RL}$。
2019-09-25 gr-qc hep-th quant-ph
Discrete spacetime symmetries, second quantization, and inner products in a non-Hermitian Dirac fermionic field theory
我们把我们以前讨论的标量场中的二次量子化、离散对称变换和内积推广到具有PT对称性的非厄米量子场论[arXiv：2006.06656]。为了说明，我们考虑一个原型模型包含一个单一的狄拉克费米子奇偶奇，反厄米质量项。在PT对称性未破缺的阶段，这个狄拉克费米子模型等价于相似变换下的厄米理论，模型的非厄米性质只存在于旋量结构中，而产生和湮灭算符的代数只是厄米理论的代数。
2022-09-09 hep-ph hep-th math-ph
