A new approach to electromagnetism in anisotropic spaces
空间的各向异性自然导致方向相关的电磁张量和电磁势。从这个想法出发，并使用变分方法和外部导数形式主义，我们扩展了一些经典的电磁方程的各向异性（芬斯勒）空间。所得结果与文献[3]、[4]中已知方法所得结果不同。
2009-11-11 math-ph math.DG math.MP
Dual Killing-Yano symmetry and multipole moments in electromagnetism and mechanics of continua
本文在相空间中引入了Killing-Yano对称性，并研究了Killing-Yano张量空间的辛结构。对$n$维平坦空间和常数量曲率的黎曼流形进行了详细的分析。本文用经典力学相空间中的二阶Killing-Yano张量研究了电荷和电流系统展开时产生的多极张量的形式。我们发现这些张量和动力学对称的生成元之间的关系，如角动量，质量惯性张量，共形算子和动量共轭Runge-Lenz矢量。
1999-08-18 math-ph math.MP
Gravitation, electromagnetism and the cosmological constant in purely affine gravity
在广义相对论的纯仿射表述中，爱丁顿拉格朗日量产生了具有宇宙学常数的爱因斯坦方程。电磁场的Ferring-Kijowski纯仿射拉格朗日量具有麦克斯韦拉格朗日量的形式，其度量张量被对称化的Ricci张量取代，在度量公式中与Einstein-Maxwell Lagrangian动力学等价。我们表明，这两个仿射拉格朗日的总和是动态的不等价的度量仿射/度量制定的类似的拉格朗日的总和。我们还表明，这样的建设是有效的，只有弱电磁场。因此，结合引力、电磁学和宇宙学常数的纯仿射公式不能是对应于单独场的项的简单总和。因此，与纯粹的度规和度规-仿射图像不同，这种电磁学公式似乎是非物理的，除非电磁场与宇宙学常数耦合。
2009-07-10 gr-qc math-ph math.MP
Electromagnetism in Curved Spacetimes: Coupling of the Doppler and Gravitational Redshifts
本文在广义相对论框架下推广电磁理论，利用法拉第张量和爱因斯坦场方程描述弯曲时空中的电磁辐射，并推导了引力红移与多普勒频移的联合效应公式。
2023-10-12 gr-qc math-ph math.MP
A unified, purely affine theory of gravitation and electromagnetism
在引力的纯仿射表述中，引力场由仿射联络的里奇张量的对称部分表示。经典电磁场可以在这个公式中表示为第二个里奇张量的联系。这样的构造在动力学上等价于无源的Einstein-麦克斯韦方程组。我们推广这种建设的情况下，与源，表示的仿射拉格朗日密度的导数相对于连接。我们表明，麦克斯韦方程组的源出现的最简单的仿射拉格朗日物质，而爱因斯坦和洛伦兹方程出现，如果质量有电磁起源。我们还表明，麦克斯韦方程组取代纯粹的仿射拉格朗日的投影不变性，明确依赖于连接的非物理约束。
2007-07-12 gr-qc math-ph math.MP
Gravitation, electromagnetism and cosmological constant in purely affine gravity
电磁场的Ferring-Kijowski纯仿射拉格朗日量，具有麦克斯韦拉格朗日量的形式，度量张量被对称化的Ricci张量取代，动力学上等价于度量爱因斯坦-麦克斯韦拉格朗日量，除了零场极限，度量张量没有很好的定义。这一特征表明，要使费洛蒙-基约夫斯基模型成为物理模型，必须存在一个依赖于里奇张量的背景场。最简单的可能性是宇宙学常数，它是由爱丁顿拉格朗日量在引力的纯仿射公式中产生的。在本文中，我们结合电磁场和宇宙学常数的纯仿射公式。我们表明，两个仿射（爱丁顿和Ferrington-Kijowski）拉格朗日的总和是动态不等价于类似的（$Λ$ CDM和Einstein-Maxwell）拉格朗日的度量-仿射/度量配方。我们还表明，这样的建设是有效的，像仿射爱因斯坦-玻恩-因菲尔德制定，只有弱电磁场，在太阳系的太空的磁场的顺序。因此，结合重力、电磁和宇宙学常数的纯仿射公式不能是分别对应于这些场的仿射项的简单和。度量爱因斯坦-麦克斯韦- $Λ$拉格朗日量的仿射等价的一个相当复杂的形式表明，自然可以用一个更简单的仿射拉格朗日量来描述，这导致了爱因斯坦-麦克斯韦- $Λ$ CDM理论在电磁场中的修改，这些电磁场对时空曲率的贡献与宇宙学常数的量级相同。
2009-03-13 gr-qc math-ph math.MP
Stueckelberg massive electromagnetism in curved spacetime: Hadamard renormalization of the stress-energy tensor and the Casimir effect
本文讨论任意四维弯曲时空上的Stueckelberg大质量电磁场（经典理论的规范不变性和协变量子化，大质量自旋1场$A_μ$、辅助Stueckelberg标量场$Φ$和鬼场$C$和$C^\ast$的波动方程，沃德恒等式，各种费曼传播子的Hadamard表示和相应系数的协变泰勒级数展开）。这使我们能够为阿达玛量子态构造与施图克尔伯格理论相关的重整化应力-能量张量的期望值。我们提供了两个替代的，但等价的表达式，这个结果。第一个是通过删除的贡献的“Stueckelberg鬼”$Φ$，只涉及状态相关的和几何量与质量矢量场$A_μ$。另一种是有质量矢量场和辅助Stueckelberg标量场的贡献，它是以这样一种方式构造的，即在零质量极限下，有质量矢量场的贡献平滑地退化到Maxwell理论的结果。作为结果的一个应用，我们考虑了具有平面边界的理想导电介质外的Casimir效应。我们讨论了使用Stueckelberg，但也德布罗意Proca电磁学所获得的结果，我们认为在这两个理论的真空能量的零质量极限。最后，我们比较了德布罗意-普罗卡和施蒂克尔伯格的形式主义，并强调了施蒂克尔伯格观点的优点，即使在我们看来，德布罗意-普罗卡和施蒂克尔伯格的方法是同一个场论的两个方面。
2016-10-02 gr-qc hep-th math-ph
Proposed Experiments to Test the Unified Description of Gravitation and Electromagnetism through a Symmetric Metric
如果引力和电磁都用对称度规张量来描述，那么电子束在带电球体上的偏转应该不同于广义相对论的赖斯纳-努德斯特伦解。如果这种统一的描述是正确的，那么电场的等效原理意味着光子具有非零的有效电荷质量比，并且应该在电场中发生红移，在磁场中发生偏转。实验来测试这些预测提出。
1999-10-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Projective symmetries and induced electromagnetism in metric-affine gravity
我们提出了一个框架，其中使用度量仿射引力中爱因斯坦-希尔伯特作用量的投影对称性来诱导狄拉克拉格朗日量和麦克斯韦场之间的有效耦合。有效的$U(1)$规范势作为非度规张量$Q_{μa}{}^a$的迹线出现，并以适当的方式耦合到狄拉克场，以允许局部相移。在壳层上，所得到的理论等价于存在Dirac旋量的Einstein-Cartan-Maxwell理论。
2018-10-17 gr-qc hep-th math-ph
Geometrization of electromagnetism in tetrad-spin-connection gravity
统一的引力场和电磁场的Ponomarev和Obukhov的度量-仿射拉格朗日量在Ricci标量中是线性的，在位似曲率张量中是二次的。我们应用这个拉格朗日的变分原理与四分体和自旋连接作为动力学变量，并表明，在这种方法中，场方程是爱因斯坦-麦克斯韦方程组，如果我们把电磁势的自旋连接的轨迹。与Ponomarev-Obukhov公式一样，一般协变的Dirac拉格朗日量也是Einstein-麦克斯韦方程组的标准旋量源，而旋量场服从具有电磁耦合的非线性Heisenberg-Ivanenko方程.我们将该公式推广到任意电荷的旋量。
2010-11-13 gr-qc hep-th math-ph
Gravitation and Electromagnetism as Geometrical Objects of a Riemann-Cartan Spacetime Structure
本文首先证明了任何引力场加自由电磁场的耦合系统都可以用几何方法描述，即以电磁场的能量-动量为源项的麦克斯韦方程组和爱因斯坦方程都可以由一种特殊的Riemann-Cartan时空结构的标量曲率R成正比的几何拉格朗日量导出，其中这些场被识别为结构的几何对象。此外，我们表明，扭曲张量的特定的黎曼-嘉当时空结构，我们的理论编码相同的信息作为一个包含在陈-西蒙斯项是成比例的自旋密度的电磁场。其次，我们证明了通过在几何拉格朗日量中加入一个描述电磁流与一般电磁场加引力场相互作用的项和一个描述电流的物质载体的项，我们得到了具有源项的麦克斯韦方程组和具有电磁和物质项的能量动量张量之和作为源项的爱因斯坦方程。最后用尘埃带电物质模拟电磁流的载体，得到了洛伦兹力方程。此外，我们证明了我们的理论是规范不变的。我们还简要地讨论了我们目前的企业的原因。
2011-12-19 gr-qc math-ph math.MP
On the Equivalence Principle and a Unified Description of Gravitation and Electromagnetism
我们首先研究了如果物体的惯性质量和引力质量不同，广义相对论将采取的形式。然后，我们将这种分析扩展到电磁学，并假设电磁场的等效原理。我们认为，在叠加的引力场和电磁场中，每个电荷质比不同的粒子都对应一个时空流形，其度规张量$g_{μν}$描述了引力和电磁的动力学作用。带电球体外的电场是独立地产生的，而不是对引力场有贡献。电场对带电球外时空度规的贡献与史瓦西度规中的引力相似，但与测试粒子的荷质比相关，而不是Reissner - Nordström度规，从而统一了引力和电磁的描述。我们指出，有现有的实验，其结果可以解释这里提出的电磁场的等效原理。额外的实验预测的理论被提及。
2020-01-08 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravito-electromagnetic analogies
我们重新审视和进一步发展不同的重力电磁（GEM）的类比发现在文献中，并澄清它们之间的联系。特别强调的是放在两个确切的物理类比：类比的基础上惯性场从所谓的“1+3形式主义”，和类比的基础上潮汐张量。两者都是重新制定，扩大和推广。我们用两种形式写出麦克斯韦和完全精确的有源爱因斯坦场方程，加上代数比安奇恒等式，它们被转换成引力场的无源方程。每种方法的新结果都被公布。作为精确的类比的一个极限情况，得到了洛仑兹坐标系中线性化引力和电磁之间的著名类比。麦克斯韦张量和外尔张量之间的形式类比也进行了讨论，并与其他方法的见解一起，用于物理解释引力辐射。精确的条件下，重力和电磁之间的相似性发生了讨论，我们总结了每种方法的主要成果。
2014-10-25 gr-qc hep-th math-ph
Spacetime algebra as a powerful tool for electromagnetism
我们提出了一个全面的介绍时空代数，强调其实用性和权力作为一种工具，用于研究电磁学。我们仔细开发这个自然（克利福德）代数的闵可夫斯基时空几何，特别关注其内在的（往往被忽视）复杂的结构。值得注意的是，出现在电磁理论中的标量虚量恰好对应于时空本身的单位4体积，因此具有物理意义。电场和磁场被组合成一个单一的复杂的和帧独立的双矢量场，推广了黎曼-西尔伯斯坦复矢量，最近重新出现在单光子波函数的研究。时空的复杂结构也支持了电磁波、圆极化、正则量子化的正规变量、电荷和磁荷的区别、洛伦兹变换的复旋量表示以及在真空场中产生螺旋度守恒的对偶（电-磁场交换）对称性的出现。后一种对称性表现为复场的任意全局相位，促使使用复矢量势，以及相关的横向和规范不变的双矢量势，以及复（双矢量和标量）赫兹势。我们的详细处理旨在鼓励使用时空代数作为现有矢量微积分和张量方法的现成和成熟的扩展，可以大大简化对电磁场等基本相对论性对象的分析。
2015-06-02 math-ph math.MP physics.optics
Electromagnetism on Anisotropic Fractals
本文导出了分形介质中电磁场的基本方程，这些方程由分形所嵌入的笛卡尔空间中三个方向x_{i}（i= 1，2，3）上的独立分形维数α_{i}表示。为了把握分形的一般各向异性结构，我们采用乘积测度，使得控制方程的整体形式可以转换为包含常规（整数阶）积分的形式，而局部形式则通过包含α i的系数的具有整数阶导数的偏微分方程来表示。首先，基于乘积测度的公式满足向量微积分的四个基本恒等式。这使得广义的格林-高斯和斯托克斯定理，以及各向异性分形的电荷守恒方程。然后，追求的概念方法，我们推导出法拉第和安培定律的分形介质，其中，随着两个辅助零发散条件，有效地给出了修改后的麦克斯韦方程组。在一个单独的轨道上进行，我们采用电磁场的变分原理，适当地适应分形介质，独立地导出这两个法律的相同形式。接着发现抛物型（对于导电介质）和双曲型（对于电介质）方程包含修正的梯度算子，而坡印廷矢量具有与非分形情形相同的形式。最后，麦克斯韦电磁应力张量的分形系统的重新制定。在所有的情况下，分形介质导出的方程明确地依赖于分形维数，并减少到传统的形式与欧几里得几何形状的连续介质时，设置的尺寸为整数。
2011-06-08 math-ph math.MP
On the Possibility of Building a Black Hole for Electrons in the Laboratory
本文指出，如果我们最近提出的用对称度规张量统一描述引力和电磁的方法是正确的，那么在实验室中建立半径r_E \ge为0.5 m的电子黑洞和在真空中建立半径小得多的电子黑洞是可能的。
2000-02-22 astro-ph gr-qc hep-ph
