Spinfoam fermions
Eugenio Bianchi, Muxin Han, Elena Magliaro, Claudio Perini, Carlo Rovelli, Wolfgang Wieland
我们描述了费米子和杨米尔斯场与圈量子引力动力学的最小耦合。耦合采用非常简单的形式。
We describe a minimal coupling of fermions and Yang Mills fields to the loop quantum gravity dynamics. The coupling takes a very simple form.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Fermions in three-dimensional spinfoam quantum gravity
我们研究了从三维自旋泡沫方法中出现的大质量费米子与时空量子力学动力学的耦合。在构造一个耦合到旋量的量子引力的spinfoam模型之前，我们首先回顾了经典理论。所使用的技术是基于有限的反费米子质量的膨胀导致真空到真空过渡振幅的理论计算。的路径积分推导出作为一个封闭的费米子环周围的spinfoam包裹的总和。量子扭转的效应是根据圈量子引力，通过修改分配给二复体边缘的缠绕算符来实现的。非平凡曲率的创建是仿照纯重力顶点振幅的修改。附录包含了几何和代数结构的审查基础的经典耦合的费米子三维重力。
Observables in 3d spinfoam quantum gravity with fermions
研究了三维自旋泡沫量子引力与狄拉克费米子耦合系统中观测值的期望值。我们重新审视的模型介绍了作者之一，并将其扩展到无质量的费米子场的情况下。我们介绍了观测量，分析了它们的对称性和相应的规范固定。对费米子场进行Berezin积分，将费米子观测量展开到与纯量子引力观测量相关的开路径和闭环中。我们得到的规范不变的观测值的顶点振幅，而规范变化的观测值，如费米子传播子的期望值，给出了特定的自旋网络的评价。
Spinfoam Fermions: PCT Symmetry, Dirac Determinant, and Correlation Functions
我们在自旋泡沫量子引力的框架下讨论费米子耦合。我们分析了引力-费米子自旋泡沫模型及其费米子关联函数。我们证明了自旋泡沫模型中的费米子场存在PCT对称性的自旋泡沫模拟，证明了自旋泡沫费米子关联函数的PCT定理。我们计算费米子狄拉克算符的行列式，其中狄拉克行列式的两种表示形式以图形展开的形式给出。我们计算的费米子关联函数，并表明，它们可以给出的自旋泡沫上的费曼图，其中的费曼传播子可以表示为一个离散的路径积分的世界线作用沿边缘的基础2-复杂。
Coupling gauge theory to spinfoam 3d quantum gravity
我们构造了一个三维黎曼时空中耦合到量子引力的杨-米尔斯理论的自旋泡沫模型。我们将耦合系统的配分函数定义为g_0 ^2 G中的幂级数，可以利用抓取规则和再耦合理论逐阶计算。相对于以前的尝试在文献中，这个模型分配的动力学变量的重力和杨米尔斯理论相同的单形的spinfoam，它因此提供了跃迁振幅的自旋网络状态的正则理论。对于SU（2）Yang-Mills理论，我们明确地证明了配分函数具有由经典Yang-Mills作用量的Regge离散化给出的半经典极限.
Properties of black hole exterior fermions in spinfoam
本文利用圈量子引力自旋泡沫方法研究黑洞到白洞反弹中费米子的隧穿行为，发现费米子跃迁时间取决于欧几里得二面角，并在不同曲率条件下呈现积累或先于黑洞到达白洞外部的现象，揭示了类似爱因斯坦-罗森桥的几何结构。
Can Dirac fermions Destroy Yang-Mills Black Hole?
研究了Dirac费米子场作用下的四维Einstein-Yang-Mills黑洞。假设一个球对称的静态渐近平坦的黑洞时空，我们考虑无质量和有质量的费米子场。考虑了（4+1）维Einstein-Yang-Mills系统有效地简化为Einstein-Yang-Mills-Higgs-Higton模型。人们发现费米子真空导致了所讨论的黑洞的毁灭。
Exact solutions in Einstein-Yang-Mills-Dirac systems
给出了Robertson-Walker时空$R \times S^3 $中规范群SU（2）和SU（4）的Einstein-Yang-Mills-Dirac理论的精确解，它们在空间转动群SO（4）的作用下是对称的.我们的方法是基于规范场和引力场的降维方法，并将EYMD理论中的对称解与有效动力系统的某些解联系起来。我们解释我们的解决方案作为宇宙学的解决方案与振荡杨米尔斯场之间的拓扑不同的真空。旋量场解的显式形式表明，在Yang-Mills场从一个真空到另一个真空的演化过程中，旋量场的能量变号，这可以看作是费米子的产生或湮灭。在所得到的解决方案也有一个静态的sphaleron的解决方案，这是一个宇宙学模拟的第一Bartnik-McKinnon解决方案中的费米子。
Einstein-Yang-Mills sphalerons and fermion number non-conservation
指出Einstein-Yang-Mills理论中的sphaleron解在极高能跃迁过程中是重要的。也就是说，当能量超过sphaleron质量，这些解决方案的存在，确保建设性的干涉设置的overbarrier过渡历史之间的不同拓扑部门的理论插值。这必然导致跃迁速率的增强和费米子数的相关不守恒。
Greybody factors emitted by a regular black hole in a non-minimally coupled Einstein-Yang-Mills theory
本文研究非最小耦合爱因斯坦-杨-米尔斯理论规则黑洞中不同自旋费米子与玻色子的灰体因子，通过分离Dirac、Rarita-Schwinger和Klein-Gordon方程推导有效势，并用半解析方法计算灰体因子，揭示磁荷和模型参数化对灰体因子的影响。
Induced Connections in Field Theory: The Odd-Dimensional Yang-Mills Case
我们考虑$SU(N)$-维欧几里德时空中的$SU(N)$-杨-米尔斯理论，其中$N\geq n+1$与偶味数的狄拉克费米子耦合。在费米子自由度上积分后，规范场的波泛函继承了一个非平凡的$U(1)$ -连接，我们在无限费米子质量的极限下计算。它的陈类原来只是味数的一半，因此波泛函现在成为非平凡复线丛的一部分。这种现象的拓扑起源解释在拉格朗日和哈密顿图片。
Absence of Static, Spherically Symmetric Black Hole Solutions for Einstein-Dirac-Yang/Mills Equations with Complete Fermion Shells
本文研究了一个静态球对称的（2 j +1）质量Dirac粒子系统，每个粒子的角动量为j，j= 1，2，.，在经典引力场和SU（2）杨-米尔斯场中。我们证明了对于任何相关的Einstein-Dirac-Yang/Mills方程的黑洞解，旋量在事件视界外必须为零.
The minimal of geometric deformation of Yang-Mills-Dirac stellar configurations
最小几何变形（MGD）的方法是用来获得静态的，强引力，球对称，紧凑的恒星分布，杨米尔斯-爱因斯坦-狄拉克耦合场方程的解决方案，在流体膜有限的张力。他们的解决方案的特点MGD杨-米尔斯-狄拉克星，其质量的数量级的Ekrasekhar质量，一旦范围的费米子自相互作用和杨-米尔斯耦合常数是适当的选择。讨论了MGD Yang-Mills-Dirac星的物理特征，导出了它们的ADM质量与费米子耦合常数、有限膜张力和Yang-Mills运行参数的关系。
Yang-Mills Cosmologies and Collapsing Gravitational Sphalerons
本文讨论了具有在拓扑不同的真空之间振荡和通过的齐次杨-米尔斯场的宇宙学解。这些解决方案被用来模拟崩溃的Bartnik-McKinnon引力sphaleron和相关的费米子的异常产生。狄拉克方程就是在这样的背景下进行分析的。结果表明，当规范场在拓扑不同的真空之间演化时，费米子能级从负能谱过渡到正能谱。宇宙学的解决方案也推广到包括一个轴子场。
A Geometric Action Principle for Unification of Yang-Mills Fields, Gravity and Matter Fermions
提出一个单一几何不变量统一规范引力、杨-米尔斯理论和费米子动能项，无需额外维度或人为对称性破缺。
Einstein-Yang-Mills Sphalerons and Level Crossing
研究了Einstein-Yang-Mills理论中连接拓扑不同真空的路径上的费米子能谱通过引力平衡解的情况。
Q & A Experiment to Search for Vacuum Dichroism, Pseudoscalar-Photon Interaction and Millicharged Fermions
许多实验正在进行中，以检测真空双折射和二向色性- PVLAS，Q & A和BMV。最近，PVLAS实验在真空中通过磁场观察到了旋光现象（真空二向色性）。这个结果的理论解释包括可能的赝标量光子相互作用和毫荷电费米子的存在。在这里，我们报告的进展和Q & A（QED [量子电动力学]和轴子）实验提出并于1994年开始的第一个结果。一个3.5米的高精细度（约30,000）法布里-珀罗原型探测器可扩展到7米已建成和测试。我们使用的X-仪器和自动控制计划开发的引力波探测社区的镜子悬挂和腔控制。为了消除真空，我们使用了2.3-T偶极永磁体，具有27-mm直径的干净钻孔和0.6-m场长度。在实验中，磁体以5-10转/秒的速度旋转以产生具有两倍旋转频率的时间相关的偏振信号。我们的椭偏仪/偏振旋转检测系统是由一对消光比小于10-8的Glan-Taylor型偏振棱镜和一个带/不带四分之一波片的偏振调制法拉第盒组成的。我们通过测量氮气的气体Cotton-Mouton效应对我们的装置进行了独立校准。我们提出了我们的第一个实验结果，并给出了我们的赝标光子相互作用和毫荷电费米子的实验极限的简要讨论。
Fermion number non-conservation and gravity
结果表明，在Einstein-Yang-Mills（EYM）理论中，以及在纯平坦空间Yang-Mills（YM）理论中，总是有机会越过分离同伦不同真空扇区的势垒，因为势垒高度可以任意小.然而，在低能量下，所有的过势垒的历史被抑制的相消干涉。在纯YM理论中，情况对任何能量都是一样的。另一方面，在EYM理论中，当能量很大并且超过基态EYM sphaleron质量时，反而发生相长干涉。这意味着在极高的能量极限下，纯YM理论中费米子数违反的指数抑制由于引力效应而被消除。
A Modified Y-M Action with Three Families of Fermionic Solitons and Perturbative Confinement
研究了四维广义协变的SU（N）Yang-Mills作用量的动力学，该作用量依赖于时空的复结构而不是其度规。在G（2，2）Grassmannian流形上，得到了复结构可积性条件的一般解，其中G（2，2）Grassmannian流形上存在一个整体SL（4，C）对称群.一个方便的定义的物理能量和动量允许研究真空和孤子部门。该模型具有一组共形SU（2，2）不变真空和一组Poincare不变真空。复结构的代数可积性条件将孤子表面分为三类（族）。第一类（具有两个主零方向的时空）包含克尔-纽曼复结构，它具有费米子（类电子）性质。这就是正确的费米子旋磁比（g=2），它满足正确的电子运动方程。共轭复体结构决定了反孤子的存在，反孤子具有相同的质量和相反的电荷。紧化时空中的周期性条件将费米子孤子与复杂结构的玻色模区分开来。证明了所发现的孤子复结构的非周期性。杨-米尔斯作用量的修正对经典势有本质的影响。它产生一个线性的静电势，而不是普通的杨-米尔斯作用量的类库仑（1/r）势。这个线性势意味着对于每一个纯几何孤子，都存在N个孤子规范场激发，它们是微扰限制的。本模型主张一个没有超对称性和/或超弦的孤子统一方案。
Non-Abelian Magnetic Monopoles in a Background of Gravitation with Fermions
本文的目的是研究在引力与Higgs、Yang-Mills和费米子耦合的情况下描述磁单极子的静态解位形。我们在寻找能量泛函和Bogomol'nyi方程的分析。爱因斯坦方程现在考虑了费米子对能量动量张量的贡献。这里有趣的方面是验证费米子场对非阿贝尔磁场和使能量泛函最小化的势的贡献。
Quantum Yang-Mills gravity in flat space-time and effective curved space-time for motions of classical objects
平直时空中平移规范群T（4）的杨-米尔斯引力意味着引力子的简单自耦合和真正守恒的能量-动量张量。它与实验的一致性关键取决于一个有趣的性质，即“有效黎曼度量张量”出现在且仅出现在光子和粒子波方程的几何光学极限中。我们得到了引力子-费米子耦合系统的费曼定则，其中包括具有两个规范参数的一般引力子传播子和鬼粒子的相互作用。作为N体系统的宏观物体的运动方程被证明是费米子波动方程的几何光学极限。本文讨论了经典粒子的具有有效黎曼度规张量的相对论性Hamilton-Jacobi方程。
Is the local Lorentz invariance of general relativity implemented by gauge bosons that have their own Yang-Mills-like action?
含有费米子的广义相对论有两个独立的对称性：广义坐标不变性和定域洛伦兹不变性。一般坐标不变性是由列维-奇维塔联络和嘉当的四元组实现的，这两个都有爱因斯坦-希尔伯特作用量。本文认为，局域洛伦兹不变性不是由Levi-Civita联系和Cartan的四分体（自旋联系）的组合实现的，而是由独立的洛伦兹玻色子L_i实现的，它们规范洛伦兹群，与费米子（如杨-米尔斯场）耦合，并具有自己的杨-米尔斯作用量。为了使洛伦兹玻色子的作用量在局域洛伦兹变换下保持不变，需要一个非奇异的4 × 4厄米标量场h。洛仑兹玻色子与费米子数耦合，产生一个自旋相关的静电势，这违反了弱等效原理。如果希格斯机制使它们具有质量，那么静电势也违反了平方反比定律。实验给出了质量m_L < 20 eV时这种势的强度的上限。这些上限意味着洛伦兹玻色子，如果它们存在的话，几乎是稳定的，并且对暗物质有贡献。
The gauge symmetries of first-order general relativity with matter fields
在$n$ -维时空（$n>3$）中，存在着一个具有宇宙学常数的帕拉提尼作用量的内部规范对称性，这是三维广义相对论所谓的“定域平移”的自然推广。我们报告的扩展，这种对称性，包括最小耦合的杨米尔斯和费米子场的Palatini行动与宇宙学常数。我们表明，在三维局部平移的情况下，扩展的对称性依赖于相应的物质场的能量-动量张量，对于费米子，它包含一个额外的项，在四维空间中与轴向费米子电流成比例。我们还报告了扩展的霍尔斯特行动与宇宙学常数的内部规范对称性的模拟，将最小耦合标量和杨米尔斯场，以及一个非最小耦合费米子场。在最后一种情况下，扩展的对称性受到Immirzi参数和能量-动量张量的影响，对于费米子，它还取决于轴向费米子电流。
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