Causality of Photon Propagation under Dominant Energy Condition in Non-linear Electrodynamics
本文研究非线性电动力学静态球对称黑洞时空中光子传播因果性与主导能量条件的关系，证明在允许麦克斯韦极限的NED中，非零角动量光子轨迹类时与DEC满足在弱场极限下等价，从而表明违反DEC会导致超光速光子存在。
2023-09-19 gr-qc hep-th
Light rings and causality for nonsingular ultracompact objects sourced by nonlinear electrodynamics
本研究探讨非线性电动力学正则化的无奇性超紧凑天体，发现双折射导致额外光环且光环数为奇数，并指出若理论不满足麦克斯韦弱场极限，可能产生非因果区域。
2024-11-11 gr-qc hep-th
Effective Lagrangian in nonlinear electrodynamics and its properties of causality and unitarity
在非线性电动力学中，通过应用背景场上基元激发的群速度不应超过真空中光速的因果性原理和传播子的留数非负的么正性原理，我们建立了常数场类上有效拉格朗日量的正凸性，也是所有特征介电常数和磁介电常数的正性，其是有效拉格朗日量相对于场不变量的导数。本文分析了在指数大磁场下QED中单圈近似违反一般原理而产生的复杂的能量鬼波，它是磁化真空不稳定性的信号。超光速激发（快子）也会出现，但是磁场超过了它的不稳定阈值。另外，其他流行的拉格朗日函数进行测试，建立自发真空磁化具有错误的凸性。
2011-01-12 astro-ph.HE hep-th
Causality Constraints on Black Hole Thermodynamics in Nonlinear Electrodynamics
Graduate School of Science and Technology, Keio University（庆应义塾大学理工学研究科）；Keio University Sustainable Quantum Artificial Intelligence Center (KSQAIC), Keio University（庆应义塾大学可持续量子人工智能中心）；Quantum Computing Center, Keio University（庆应义塾大学量子计算中心）；Graduate School of Arts and Sciences, University of Tokyo（东京大学大学院人文社会系研究科/理学研究科）；QAT team, DIENS, École Normale Supérieure, PSL University, CNRS, INRIA（法国国家科学研究中心、巴黎文理研究大学、高等师范学校、INRIA联合量子算法团队）；University of Tokyo（东京大学）
研究非线性电动力学中黑洞热力学的因果性约束，通过要求无超光速传播，发现极端黑洞质荷比有单调性，黑洞熵密度在固定质荷比时随质量增加而递减，扩展了黑洞熵四阶导数修正正性研究。
2026-07-16 gr-qc hep-th
Exact Relevant Stress-Tensor Flows and a Causality No-Go in Self-Dual Electrodynamics
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（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；Southeast University（东南大学）；King’s College London（伦敦国王学院）
研究经典相关应力张量形变是否可精确求解、保持对偶性且物理因果，构造了保持电磁对偶的非线性电动力学精确幂律族及其二维Lax可积实现，发现除未形变麦克斯韦理论外所有相关分支均非因果。
2026-06-12 hep-th math-ph math.MP
Causality in Quantum Field Theory with Classical Sources - Quantum Electrodynamics
在一个精确的量子力学框架下，我们证明了在库仑规范中，在经典源的存在下，二次量子化电磁场的期望值自动导致因果和延迟的电磁磁场强度。经典的与$\hbar$无关的麦克斯韦方程组自然地从这个基本的量子力学方法中以量子场的期望值出现，因此也与狭义相对论一致。由于经典麦克斯韦理论的线性性质，阐明了量子态的干涉效应。概述的框架还提供了一种简单的方法，例如，自发光子发射和/或吸收过程以及经典的Vavilov-Cherenkov辐射。固有的和必要的量子波动，限制了精确的时空知识的期望值的量子场考虑，最后，回顾。
2019-03-30 gr-qc hep-th quant-ph
Simplified self-dual electrodynamics
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
本文提出一种新的自对偶非线性电动力学表述，利用辅助场势确定相互作用，并通过限制势为偶函数解决了显式拉格朗日量问题，推广了玻恩-因费尔德理论的构造。
2025-10-07 hep-th
Electrodynamics Classical Inconsistencies
具有电子运动方程和自场应力张量的不可积奇异性的经典电动力学问题是众所周知的。他们的后果，我们表明，忽略的条款是空的收费世界线，但给一个非零的贡献，其世界线。点经典电子的自场应力张量是可积的，它的运动方程不违反因果关系，也不与能量守恒相冲突，不需要任何形式的重整化，也不需要对麦克斯韦理论作任何修改。(This是论文hep-th/9510160的一部分，为了简单起见，去掉了因果关系的非闵可夫斯基几何化和关于麦克斯韦-法拉第场概念的物理意义的讨论）。
1995-11-23 gr-qc hep-ph hep-th
Massive Spin 3/2 Electrodynamics
我们研究了一般的非最小耦合带电质量自旋3/2模型的低能唯象性质及其幺正性、因果性和自由度行为。当该模型被视为一个有效的理论，其参数（在确保正确的励磁计数）的物理特性，如磁矩g因子，通过低能定理。我们还提供了相应的更高的自旋概括。另外，我们考虑低能量和高能量的么正性，以及我们的模型的因果关系方面。没有一个（包括截断N=2的超引力）是没有最小模型的非因果性的。
2000-03-09 hep-ph hep-th nucl-th
Classical Electrodynamics and the Quantum Nature of Light
本文对经典电动力学（CED）中的旧矛盾和解决这些矛盾的新思想进行了评述。波动方程和电子运动方程解的因果性破坏问题，以及自场能量张量的不可积奇异性问题都是众所周知的。两个（超前的和滞后的）Lienard-Wiechert解的正确解释是根据经典物理学中粒子的产生和湮灭。这两种解决方案都是滞后的。以前关于无自旋点电子的CED短程极限的工作是基于一个错误的假设，这导致了该理论的众所周知的不一致性：发散的自能（其自场能量张量的不可积奇异性）和违反容差的三阶运动方程（Lorentz-Dirac方程）。正确的假设解决了这些问题，而麦克斯韦方程组没有任何变化，并且在零距离限制下暴露了光的离散性质：来自点电荷的能量通量在时间上是离散的。CED不可能有一个真正的运动方程，而只有一个有效的运动方程，这是因为法拉第-麦克斯韦场概念的内在含义与光子交换的经典描述不一致，而只是与其在电荷周围空间的影响相对应。这在不同程度上被转移到QED和其他场论中，这些场论都是基于与空间涂抹相互作用相同的场概念。
1996-10-05 hep-th
Dyonic black holes in framework of Born--Infeld-type electrodynamics
在广义相对论中研究了具有球对称位形的双子黑洞解，其中引力场的源是Born-Infeld型电动力学。得到了对库仑定律和Reissner-Nordstrom解的修正.从因果律和么正性原理中，我们发现了电场和磁场的限制。得到了黑洞的Hawking温度和热容。在某些视界处，发生二级相变。
2019-09-25 gr-qc hep-th
Bekenstein Inequalities and Nonlinear Electrodynamics
贝肯斯坦和梅奥提出了一个广义的熵界，这意味着宏观系统的电荷，能量，角动量和大小之间的一些不平等。戴恩证明了麦克斯韦电动力学满足所有三个不等式。我们调查的有效性，这些关系在非线性电动力学的背景下，并表明，玻恩-因菲尔德电动力学满足所有这些。然而，与线性理论相反，Born-Infeld中没有刚性陈述。研究了这些不等式的物理意义和它们之间的关系，特别是分析了能量角动量不等式与因果关系之间的联系。
2017-12-06 gr-qc hep-th
Wave propagation in axion electrodynamics
本文研究了轴子对电磁波传播的贡献。首先，我们展示了如何轴子电动力学模型可以嵌入到麦克斯韦电动力学的premetric形式主义。在这种形式主义中，轴子场不是一个任意添加的Chern-Simon项的拉格朗日，但出现在一个自然的方式作为一个不可约的一部分，一般constitutional tensor.We表明，为了表示的轴子贡献波的传播，有必要超越几何近似，这是通常使用的premetric形式主义。我们推导出一个协变色散关系的轴子修改电动力学。研究了具有类时、类空和零导数余矢量的轴子场在该模型中的波传播。双折射效应出现在所有这些类作为洛伦兹破坏的信号。然而，这种效应与经典光学和预测电动力学中出现的普通双折射完全不同。轴子场不是普通光锥结构的简单加倍。实际上，它改变了光锥曲面的全局拓扑结构。在CFJ电动力学中，这样的修改导致违反因果关系。此外，轴子电动力学中的光学度规不是伪黎曼的。事实上，对于所有类型的轴子场，它们甚至都是非芬斯勒的。
2007-06-20 hep-th
Dynamics and causality constraints
讨论了经典场论中因果关系实现的物理意义和几何解释。局部因果关系是通过场方程的解动态实现的运动学约束，但在与场源零距离的限制下，这些约束的一部分带有动力学内容，解释了经典电动力学的旧问题，对物理相互作用的性质有深刻的影响。
2000-09-25 gr-qc hep-ph hep-th
Stable Magnetic Lorentz-Violating Vacua in Gauge-Invariant Nonlinear Electrodynamics
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa（墨西哥自治大学伊斯塔帕拉帕分校）
研究Plebanski一阶哈密顿形式下的规范不变非线性电动力学，通过三个双参数模型证明稳定洛伦兹破缺磁真空的存在，并讨论哈密顿有界性与自发对称破缺的关系。
2026-06-17 hep-th
Causality, unitarity, and indefinite metric in Maxwell-Chern-Simons extensions
我们规范地计算了包含高阶导数的陈-西蒙斯项的$(2+1)$维电动力学。有效理论描述了一个标准光子和一个额外的自由度与一个巨大的鬼。我们发现哈密顿量和代数满足的字段运营商。该理论的特点是在希尔伯特空间中的不确定度规带来了因果关系和酉性的问题。我们研究了后者的基本性质，并表明，微因果关系以及微扰幺正性高达一个循环的顺序时，李-威克处方是保守的。
2020-03-28 hep-ph hep-th
Black holes and causal nonlinear electrodynamics
Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚研究与高级研究所）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
该研究探讨了因果性对非线性电磁动力学中黑洞解的影响，发现某些情况下Reissner-Nordstrom度规为不稳定解，并揭示了参数空间中黑洞结构的过渡条件。
2026-08-20 gr-qc hep-th
Inflation of Universe by Nonlinear Electrodynamics
研究了二维参数的非线性电动力学。得到了因果性原理、么正性原理和经典稳定性原理成立时的电磁场范围。在我们的模型中，电荷中心处的电场的奇异性是不存在的，并且存在对库仑定律的修正，如$r\rightarrow\infty$。宇宙暴胀发生在随机磁场背景中。宇宙演化的第二阶段是辐射时代，因此存在着优雅的出口。我们估计了谱指数、张量标量比和谱指数的运行情况，与普朗克和WMAP数据大致一致。
2020-10-07 gr-qc hep-th
Double-logarithmic nonlinear electrodynamics
介绍并研究了一种新的非线性电动力学模型\emph{"double-logarithmic"}。该理论携带了$β$的一维参数Born-Infeld电动力学。结果表明，该模型的对偶对称性和伸缩（尺度）对称性被打破。导出了该模型下点状电荷的电场，使其在原点处非奇异，并利用该电场计算了点状电荷的静电能。在存在外部磁场的情况下，该理论显示了称为真空双折射的现象。计算了平行于和垂直于外磁场的两种偏振态的折射率。得到了正则和对称的Belinfante能量动量张量。使用因果性和统一性原则的区域，理论成为因果性和单一的发现。
2020-09-18 gr-qc hep-th
Nonlinear $\arcsin$-electrodynamics and asymptotic Reissner-Nordström black holes
本文提出了一种具有拉格朗日密度${\cal L} = -(1/β)\arcsin(βF_{μν}F^{μν}/4)$的非线性电动力学模型。该模型打破了电磁场的尺度不变性和对偶不变性。在极限$β\rightarrow 0$中，人们来到麦克斯韦电动力学，并恢复了尺度和对偶不变性。研究了电磁场与引力场耦合的效应。渐近黑洞解被发现，这是类似的Reissner-Nordström解决方案。我们得到修正的库仑定律和Reissner-Nordström解决方案中提出的模型。证明了正则渐近解在$r\rightarrow 0$的存在性.计算了具有电磁起源的黑洞的质量。结果表明，不存在超光速涨落，因果律和么正性原则发生。
2016-07-22 gr-qc hep-th
Phi-Psi model for Electrodynamics in dielectric media: exact quantisation in the Heisenberg representation
我们调查的量子化的海森堡表示的模型，它代表了一个简化的Hopfield模型的电介质，其中的电磁场被取代的标量场$ϕ$和极化场的作用是由一个进一步的标量场$ψ$。该模型，这是二次的领域，仍然是由一个非平凡的物理内容的特点，作为物理粒子对应于标准的凝聚态物理的Hopfield模型的极化激元。因果关系也被考虑在内，并讨论了标准的相互作用表示。
2015-12-29 hep-th math-ph math.MP
Magnetized black holes and nonlinear electrodynamics
提出了一种新的双参数非线性电动力学模型。我们研究了真空双折射现象、因果性和么正性。点状电荷中心的电场不存在奇异性，静电总能量是有限的。在$r\rightarrow\infty$上得到了库仑定律的修正。研究了弱能、主能和强能条件。考虑了磁化荷电黑洞的质量、度规函数及其在$r\rightarrow\infty$和$r\rightarrow 0$处的渐近性质。计算了黑洞的磁质量。讨论了规则黑洞的热力学性质和热稳定性。我们计算了黑洞的Hawking温度，并证明了存在一级和二级相变。找到了黑洞稳定时模型的参数。
2019-03-14 gr-qc hep-th
Heat kernel approach to the one-loop effective action for nonlinear electrodynamics
The University of Western Australia（西澳大学）
本文提出了一种热核方法，用于计算四维闵氏时空中的非线性电动力学（NLED）理论的一阶有效作用。通过背景场方法，提取有效作用中的对数发散部分，即诱导作用，对应热核的德维特$a_2$系数。在非线性电动力学中，量子化导致非最小微分算子，标准热核技术不立即适用。在弱场极限下，计算背景电磁场强度的$a_0$、$a_1$和$a_2$贡献。最后，考虑共形NLED理论并计算$a_0$贡献到所有阶。对于此类理论，讨论因果性在精确$a_1$和$a_2$贡献收敛中的必要性和充分性。
2026-05-21 hep-th
Universe Inflation Based on Nonlinear Electrodynamics
提出了一种新的具有量纲参数$β$和$γ$的非线性电动力学模型。研究了因果性和统一性原则。我们证明了在电荷原点处电场的奇异性是不存在的，中心处电场的最大值是$E(0)=1/\sqrtβ$。在我们的模型中，对偶对称性被打破。对库仑定律的修正为$r\rightarrow\infty$，其数量级为${\cal O}(r^{-4})$。引力场和宇宙膨胀的来源是电磁场。人们认为宇宙充满了随机的磁场。我们证明，宇宙膨胀后，宇宙减速接近闵可夫斯基时空。不存在里奇标量、里奇张量平方和克雷奇曼标量的奇点。我们计算出声音的声速。谱指数，张量标量比，和运行的谱指数，这大致符合PLANK和WMAP数据，进行了评估。
2020-04-26 gr-qc hep-th
Aspects of a novel nonlinear electrodynamics in flat spacetime and in a gravity-coupled scenario
提出一种含两个带量纲参数的新型 NLE 模型，分析其有限场强、自能、真空双折射及因果幺正性，并给出与 GR 最小耦合后的黑洞和裸奇点解。
2024-12-06 gr-qc hep-th
ModMax meets Susy
我们给出了一个处方N=1超对称化的任何（四维）非线性电动力学理论的拉格朗日密度满足凸性条件，我们涉及到半经典的幺正性。我们将其应用到一个参数的ModMax扩展麦克斯韦电动力学，既保持电磁对偶性和共形不变性，其Born-Infeld般的推广，证明对偶不变性被保存。我们还建立了superModMax理论的超共形不变性，通过证明它与超引力的耦合是超外尔不变的。在任何超对称非线性电动力学理论中出现的高导数光场相互作用被一个可逆的非线性超场重新定义所消除。
2021-10-06 gr-qc hep-ph hep-th
Time Evolution in the external field problem of Quantum Electrodynamics
量子场论的一个普遍问题是，自由真空和相互作用理论的真空属于不同的、非等价的正则（反）对易关系表示。在QED的外场问题中，我们遇到了这样的问题，即具有非零磁分量的外场的狄拉克时间演化将不满足Shale-Stinespring条件，而Shale-Stinespring条件是存在费米福克空间的必要和充分条件。因此，以通常的方式对时间演化进行第二次量子化是不可能的。在这篇论文中，我们提出了几种严格的方法来研究含时外场的QED，并分析了在第二量子化理论中时间演化在什么意义上可以存在。我们研究了费米子Fock空间的不同结构，并证明了它们的等价性。我们研究和比较Deckert等的结果。等人（2010），其中时间演化被实现为时变Fock空间之间的酉变换，而Langmann和Mickelsson（1996）的那些，他们构造了时间演化的“重正化”，并提出了一种方法，通过在受限的主纤维丛中的平行传输来固定第二量子化散射算子的相位，作用于费米子Fock空间的一般线性群。我们提供了严格的证明的事实，即第二个量子化的平行运输保持因果关系。这些发现似乎反驳了Scharf（1995）的主张，即第二量子化S矩阵的相位本质上是由因果关系的要求决定的。我们提出了一个简单的解决方案的规范异常的程序中的Langmann和Mickelsson的问题，表明第二量子化的散射算子可以规范不变，通过使用一个合适的类的重整化。
2013-10-07 hep-th math-ph math.MP
Regular black holes sourced by nonlinear electrodynamics
本文简要回顾了广义相对论中静态球对称正则黑洞解的存在性和基本性质，其中引力源由非线性电磁场表示，拉格朗日函数$L$取决于单变量或双变量$f = F_{μν}F^{μν}$：或者是$L(f, h)$，其中$h = {^*}F_{μν} F^{μν}$，其中${^*}F_{μν}$是$F_{μν}$的Hodge对偶，或者是$L(f, J)$，其中$J = F_{μν}F^{νρ} F_{ρσ} F^{σμ}$。讨论了一些不通过定理，揭示了时空不可能有正则中心的条件，其中有关$L(f,J)$理论的定理可能是新的。这些结果涉及规则的黑洞和规则的粒子或星形物体（孤子）没有地平线。因此，在具有电荷$q_e\ne 0$的溶液中，规则中心只有在没有麦克斯韦弱场极限的非线性电动力学（NED）中才是可能的。如果系统仅包含磁荷$q_m \ne 0$，则可能存在具有正确（麦克斯韦）弱场极限的$L(f)$和$L(f, J)$ NED的常规解。然而，它示出，在这样的解决方案的因果关系和么正性以及动态稳定性条件是不可避免地违反在附近的中心。一些特殊的例子进行了讨论。
2022-11-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
