A new analytical method for self-force regularization I. scalar charged particle in Schwarzschild spacetime
本文提出了一种新的解析方法，用以正则化作用在小质量$μ$粒子上的自作用力，该粒子绕质量为$M$的黑洞旋转，其中$μ\ll M$。在$μ$中，在一阶时，几何形状受到扰动，粒子的运动受到其自身力的影响。然而，自作用力在粒子的位置发散，因此应该被正则化。已知适当正则化的自作用力由自场的尾部（或$R$ -部分）给出，通过从全自场减去直接部分（或$S$ -部分）获得。迄今为止提出的最成功的正则化方法依赖于自作用力的球谐分解，即所谓的模式和正则化或模式分解正则化。然而，除了一些特殊的轨道，没有系统的分析方法来计算正则化的自我力量。本文利用推迟格林函数在频域中的一种新的分解，给出了一种计算自作用力的系统方法。我们的方法依赖于后牛顿（PN）展开，但展开的阶数可以任意高。为了证明我们的方法的本质，在本文中，我们专注于一个标量带电粒子的史瓦西背景。对引力情形的推广是直接的，除了一些与规范选择有关的微妙问题（这与正则化方法无关）。
2004-05-27 gr-qc
Calculating the gravitational self force in Schwarzschild spacetime
本文提出了一种计算围绕史瓦西黑洞运行的点状粒子的局部引力自作用力（通常称为"辐射-反作用力“）的实用方法。这是{ \it模式和正则化}方法的实现，其中首先计算由于扰动的每个单独的多极模式对力的（有限）贡献，然后对模式和应用一定的正则化过程。在这里，我们给出了实现这个正则化过程所需的所有“正则化参数”的值，对于史瓦西时空中的任何测地轨道。
2002-02-14 gr-qc
Regularization parameters for the self-force of a scalar particle in a general orbit about a Schwarzschild black hole
带电粒子与其自身场的相互作用导致粒子上的“自作用力”，其包括但比辐射反作用力更一般。在弯曲时空中的粒子附近，人们可以遵循狄拉克的方法，将粒子的延迟场分裂成两部分：（1）奇异源场，~q/r，（2）规则余场。奇异源场对粒子不施加任何力，而自作用力完全由规则余项引起。我们描述了一个基本多极分解的奇异源场，它允许计算的自作用力的标量带电粒子绕史瓦西黑洞。
2004-12-17 gr-qc
Regularization parameters for the self-force of a scalar particle in a general orbit about a Schwarzschild black hole
带电粒子与其自身场的相互作用导致粒子上的“自作用力”，其包括但比辐射反作用力更一般。在弯曲时空中的粒子附近，人们可以遵循狄拉克的理论，将粒子的延迟场分裂为两部分：（1）奇异源场，\sim q/r，（2）正则余场。奇异源场不对粒子施加力，而自作用力完全由正则余项引起。我们描述了一个基本多极分解的奇异源场，它允许计算的自作用力的标量带电粒子绕史瓦西黑洞。
2010-01-25 gr-qc
Gravitational Self-Force Regularization in the Regge-Wheeler and Easy Gauges
我们提出了数值计算结果的引力自作用力和红移不变量的Regge-Wheeler和Easy规的圆形轨道在史瓦西背景下，利用正则化框架介绍了庞德，梅林和巴拉克。数值计算是在频域中进行的，并且需要单个二阶常微分方程的积分，大大提高了传统洛伦兹规范数值方法的计算时间。一个足够高的阶，解析扩展的Detweiler-Whiting奇异场规范变换到Regge-Wheeler和Easy规范，并用于构建张量谐波模式和正则化参数。通过将Lorenz规范自引力明确地规范变换为Regge-Wheeler规范和Easy规范，我们将我们的结果与Lorenz规范中计算的引力自引力进行了比较，发现我们的结果对于轨道半径为$r_0=6M$的情况，相对精度为$10^{-15}$，对于轨道半径为$r_0=10M$的情况，相对精度为$10^{-16}$.
2019-05-08 gr-qc
Mode-sum regularization of the scalar self-force: Formulation in terms of a tetrad decomposition of the singular field
本文研究了带有标量荷的点粒子在史瓦西时空中的运动。粒子产生一个与粒子相互作用的延迟标量场，并通过自作用力的作用影响粒子的运动。我们利用史瓦西时空的球对称性，将标量场分解为球谐模。虽然每个模式在粒子的位置是有界的，但自作用力的模式和计算需要正则化，因为和不收敛：在粒子的位置，延迟场是无限的。正则化过程涉及正则化参数的计算，这些参数是从Detweiler-Whiting奇异场的模式分解中获得的;这些从延迟场的模式中减去，结果是收敛到实际自作用力的模式总和。本文提出了一种计算方法。我们的工作有两个主要方面是新的。首先，我们将正则化参数定义为标量，通过将它们引用到奇异场的四元分解。其次，我们计算四组正则化参数（示意性地表示为A，B，C和D），而不是通常的三组（A，B和C）。作为我们的方法是可靠的原则证明，我们计算的自作用力的标量电荷在圆周运动周围的史瓦西黑洞，并比较我们的答案与文献中记录的。
2006-07-24 gr-qc
Gravitational self force by mode sum regularization
我们提出了一个计算在黑洞时空中运动的试验质量粒子所经历的局部引力自作用力的实用方案。该方法-同样有效的弱或强场轨道-采用{ \em模式总和正则化计划}以前开发的标量玩具模型。在这种方法中，计算的起点是Mino等人（以及独立地由Quinn和Wald）推导的正则化自作用力的正式表达式，其中涉及延迟格林函数尾部的世界线积分。这种力被分解成多极（张量谐波）模式，其总和受到精心设计的正则化过程。这一过程涉及通过格林函数的局部分析来解析推导某些"正则化参数“。本文主要包括以下几个部分：（1）介绍模和方案在引力场中的应用。(2)研究了两个简单的案例：在平坦时空中的静态粒子的测试情况，以及在史瓦西时空中的径向测地线的转折点处的粒子的情况。在这两种情况下，我们推导出所有必要的正则化参数。(3)为在更一般的情况下应用该方案建立了分析基础。(In本文在调和规范下建立了模和格式。该方案在其他压力计中的实施将在另一篇即将发表的论文中讨论。）
2001-08-13 gr-qc
Covariant Self-force Regularization of a Particle Orbiting a Schwarzschild Black Hole - Mode Decomposition Regularization -
协变结构的自作用力的粒子在一般弯曲的背景下已明确的情况下标量[奎因]，电磁[德维特Battleme]，和引力收费[QuinnWald]。也就是说，我们需要的是自场中在粒子位置的过去光锥内不为零的部分，即所谓的尾。在没有外场的情况下，辐射反作用力完全包含在尾部。在本文中，我们开发了正则化的数学工具，并提出了一个实用的方法来计算粒子绕史瓦西黑洞的自作用力。
2001-11-21 astro-ph gr-qc
Gravitational self-force on a particle orbiting a Kerr black hole
本文提出了一种计算粒子在克尔黑洞一般轨道上的引力自作用力、电磁自作用力和标量自作用力的实用方法。特别地，我们提供了实现（先前介绍的）{ \it模式和正则化}方法所需的所有正则化参数的值。我们还讨论了规范正则化问题，以及克尔时空中引力辐射反应计算中涉及的其他一些问题。
2003-03-17 gr-qc
Self-force Regularization in the Schwarzschild Spacetime
讨论了黑洞时空中粒子的引力自力。对于一个点粒子，完全（裸）的自作用力是发散的。在简谐规范中，由粒子引起的度规微扰可以分为直接部分（或S部分）和尾部部分（或R部分），正则化的自作用力由满足无源微扰爱因斯坦方程的正则R部分导出。但是这个公式是抽象的，所以当我们把它应用到黑洞-粒子系统时，要想得到一个具体的自作用力，还有许多问题需要克服。这些问题大致分为两部分。它们是正则化发散自作用力的问题，即，“减法问题”和规范变换中的奇异性问题，即，"量规问题“。本文在史瓦西背景下讨论了这些问题，并报道了一些最新进展。
2004-11-30 gr-qc
Static Kerr Green's Function in Closed Form and an Analytic Derivation of the Self-Force for a Static Scalar Charge in Kerr Space-Time
我们推导了克尔时空中静态标量荷（相对于无穷远处的无拖曳静态观测者）波动方程的格林函数的封闭解。我们采用我们的解决方案，以获得这样一个电荷的自作用力的解析表达式，比较我们的结果与以前获得的使用模式和正则化处方。
2012-05-24 gr-qc
The Forces outside the static limit in the rotating frame
本文考虑闵可夫斯基时空的旋转系来描述静态极限之外的惯性力。我们考虑了静态极限内的惯性力，找到了经典的类似物，然后我们找到了静态极限外的这些力的表达式，这里我们不能考虑极限$\frac{v}{c}\to 0$。我们证明了在一般情况下，如果物体$Ω$的角速度等于角动量$ω$，则加速度等于零。
2022-12-07 gr-qc
Scalar self-force on a static particle in Schwarzschild using the massive field approach
本文用最近发展起来的质量场方法计算了史瓦西时空中静态粒子的标量自作用力。在这种方法中，标量自作用力是由（无质量）标量场和一个辅助的有质量的标量场结合一定的限制过程之间的差得到的。通过将这种方法应用于史瓦西中的静态粒子，我们表明，在这种情况下，标量自作用力消失。这一结果与Wiseman先前的分析一致。
2004-10-05 gr-qc
Regularization of fields for self-force problems in curved spacetime: foundations and a time-domain application
我们提出了一种计算弯曲时空中运动点电荷的自作用力、能流和波形的方法。与正则化来自奇异延迟场的自作用力的模式和方案相反，这种方法正则化延迟场本身。首先分析确定和删除的滞后场的奇异部分，从而产生一个有限的，可微的剩余部分，很容易计算的自我力量。这个规则的剩余部分解决了波动方程，该波动方程享有具有非奇异源的好处。对剩余部分求解该波动方程完全避免了奇异延迟场的计算以及与数值模拟δ函数源相关联的伴随困难。从这个可微余数可以计算出自作用力、能流以及反映自作用力效应的波形。作为一个测试的原则，我们实现了这种方法使用一个四阶（1+1）代码，并计算了简单的情况下，一个标量电荷运动的圆形轨道周围的史瓦西黑洞的自作用力。我们达到协议与频域结果~ 0.1%或更好。
2008-01-15 gr-qc
Electrostatic self-force in a static weak gravitational field with cylindrical symmetry
我们在牛顿常数的线性近似下，确定了具有圆柱对称性的任意静态度规中的静态静电自作用力。在线性化的爱因斯坦理论中，我们用能量-动量张量的分量来表示它。
1996-03-04 gr-qc
Self-force via $m$-mode regularization and 2+1D evolution: III. Gravitational field on Schwarzschild spacetime
这是一系列论文中的第三篇，旨在发展一种实用的时域方法来计算克尔时空中的自作用力。该方法的关键是（i）用适当的解析“穿刺”去除扰动场的奇异部分，（ii）在方位角上分解扰动方程（$m$ -）模式，利用Kerr背景的轴对称性，（iii）用有限差分方案在2+1维中的单个$m$ -模式的数值演化，以及（iv）从模态和重构局部自作用力。在这里，我们报告的第一个实现的方法来计算重力的自我力量。我们在洛伦兹规范中工作，直接求解2+1维中的度规微扰。模式$m=0,1$包含非辐射片段，其时域演化受到某些规范不稳定性的阻碍。我们详细研究了这个问题，并提出了解决方法。在目前的工作中，我们使用史瓦西几何作为发展的平台，在即将发表的论文-系列的第四篇-我们将我们的方法应用到克尔几何中的引力自作用力。
2012-11-19 gr-qc
Time domain calculation of the electromagnetic self-force on eccentric geodesics in Schwarzschild spacetime
我计算了作用在一个带电荷q的粒子上的自作用力，该粒子在史瓦西黑洞周围的一般测地线上运动。使用类似的方法开发的标量场的情况下，在以前的文件中讨论，我调查的保守（半先进加半延迟）和耗散（半先进减半延迟）件的自我力量的相对大小。我还显示了在模式和正则化方案中使用的正则化参数。
2011-12-16 gr-qc
m-Mode Regularization Scheme for the Self Force in Kerr Spacetime
本文提出了一种新的、简单的方法来计算作用在克尔黑洞轨道上的粒子上的标量、电磁和引力自作用力。用于自作用力计算的标准“模式和正则化”方法依赖于将全部（延迟）扰动场分解为多极模式，然后应用某种逐模式正则化程序。近年来，几个研究组已经开发出直接在2+1维中计算黑洞扰动的数值代码（即，将方位角依赖性分解成$m$模式，但避免完全多极分解）。在这里，我们制定了一个实用的计划，直接从2+1-维$m$ -模式的建设自我力。虽然标准的模式和方法是服务以及在史瓦西几何中的自作用力的计算，新的计划应该允许一个更有效的处理克尔问题。
2007-12-17 astro-ph gr-qc
Gravitational self force and gauge transformations
我们探讨如何引力自力（或“辐射反应”力），作用于弯曲时空中的点状测试粒子，是在规范变换修改。我们推导出一般变换定律，用与规范变换相关的无穷小位移矢量来描述自力的变化。基于这个变换定律，我们将Mino等人和Quinn和Wald（最初在调和规范中制定）的正则化处方扩展到任意规范。然后，我们扩展的方法的模式和正则化（这提供了一个实用的手段计算正则化的自我力，最近被应用到调和规范引力自我力）到任意规范。我们发现该方法中的正则化参数是与规范无关的。我们还探讨了自作用力从谐波规范到Regge-Wheeler规范和辐射规范的规范变换，重点关注这些规范变换的规律性。我们的结论是，在Schwarzschild时空中的自作用力的Regge-Wheeler规范的变换是正规的径向轨道和不规则的，否则，而辐射规范的变换是不规则的所有轨道。
2001-07-16 gr-qc
Self force on particle in orbit around a black hole
研究了标量荷围绕史瓦西黑洞作匀速圆周运动时所受的自作用力。分析是基于直接计算的自作用力通过模式分解，并在一个正规化过程的基础上Ori的模式和正规化处方。我们发现在任意半径和角速度（测地线和非测地线），特别是附近的黑洞，广义相对论效应是最强的，并为快速运动的四个自作用力。我们发现自作用力的径向分量是排斥力还是吸引力，取决于轨道。
2000-03-17 gr-qc
A new analytical method for self-force regularization II. Testing the efficiency for circular orbits
在以前的论文中，基于黑洞微扰方法，我们制定了一个新的分析方法正则化的自作用力的小质量$μ$粒子围绕史瓦西黑洞的质量$M$，其中$μ\ll M$。在我们的方法中，我们将自作用力分为$\tilde S$ -部分和$\tilde R$ -部分。所有奇异行为都包含在$\tilde S$部分中，因此保证了$\tilde R$部分是正则的。在本文中，为了简单起见，我们专注于标量带电粒子的情况下，调查的精度的正则化$\tilde S$ -部分和$\tilde R$ -部分所需的建设足够精确的波形几乎圆形inspiral轨道。对于正则化的$\tilde S$ -部分，我们计算了18后牛顿（PN）阶的圆轨道，并研究了后牛顿展开的收敛性。我们还研究了球谐展开中剩余的$\tilde{R}$ -部分的收敛性。我们发现，一个足够准确的格林函数，可以通过保持条款$\ell=13$。
2005-03-04 gr-qc
Gravitational Force by Point Particle in Static Einstein Universe
本文研究了静态爱因斯坦宇宙背景中点粒子（如太阳）产生的引力。得到了弱场极限下的近似解和精确解。解的主要性质是：{ \it}）在点粒子附近，度规接近Schwarzschild 1，且奇点半径大于Schwarzschild奇点半径;{ \it}）在远离点粒子处，度规接近静态爱因斯坦封闭宇宙.由于点粒子的存在，宇宙赤道的最大长度比静态爱因斯坦宇宙的赤道最大长度小。这些性质显示了粒子与宇宙之间的强相关性。
1994-05-09 gr-qc
Scalar self-force on static charge in a long throat
本文计算了长喉道时空中静止标量荷的自作用力。我们考虑任意值的标量场的质量和标量场与时空曲率的非磁性耦合常数。我们还表明，在大质量的领域与已知的结果的限制明确计算的自作用力的重合。
2018-09-17 gr-qc
Self force of a static electric charge near a Schwarzschild Star
当一个电荷在一个等密度球形恒星附近保持静止时，它会受到一种自作用力，这种自作用力与它在一个相同质量的黑洞附近所受到的力明显不同。本文给出了绝缘Schwarzschild星的自作用力（由局部惯性观测者测量）的表达式，并对中心有奇点的极端密度情形进行了计算.这个力被认为是排斥力。对导电星也进行了类似的自作用力计算。这个计算对任何静态的球形导电恒星都是有效的，因为结果与内部度规无关。当电荷被放置在离导电星很近的地方时，力被发现是吸引力，但是当电荷被放置在超过一定距离（对于半径为2.25 M的导电星，距离为2.95 M）的地方时，力被发现是排斥力。当电荷被放置在离恒星很远的地方时（无论是导电的还是绝缘的），电荷所受到的排斥力与它被放置在与恒星质量相同的黑洞的时空中时所受到的排斥力相同。
2007-11-06 gr-qc
Gravitational lensing in spherically symmetric static spacetimes with centrifugal force reversal
在史瓦西时空中，半径坐标的值$r=3m$具有三个不同的性质：（a）存在"光球“，（b）存在”离心力反转“，（c）它是不透明史瓦西源作为引力透镜产生无限多图像的上限半径。在本文中，我们证明了一个定理的效果，这三个性质是密切相关的{ \em任何}球对称静态时空。我们用黑洞时空和Morris-Thorne虫洞的例子来说明一般结果。
2001-08-01 gr-qc
Self force from equivalent periodic sources
考虑到小天体在黑洞周围轨道（特别是非周期轨道）上的自作用力和辐射，本文定义了一种源的分解，将其分解为由自由下落的点粒子系综组成的扩展天体的保形周期运动之和。固定的组成部分被发现是在保守的部门。整个指定轨迹的自作用力计算归结为求解一个空间偏微分方程（PDE）和一系列具有周期时间的PDE。由于源的扩展性质，正则化被减轻。一个正则化方法建议的启发，目前在静电表面或其他奇异源的类型。
2013-08-01 gr-qc
The self-force on a static scalar test-charge outside a Schwarzschild black hole
史瓦西黑洞外静态标量试探电荷的自作用力的有限部分为零。通过直接构造Hadamard的基本解，得到了Schwarzschild时空中固定试探电荷产生的最小耦合标量场的封闭表达式。使用封闭形式的表达式，我们计算出保持电荷静止所需的外力。虽然与标量场相关的能量对粒子的重整化质量（以及其重量）有贡献，但我们发现没有额外的自作用力作用在电荷上。这个结果与类似的静电结果不同，在静电结果中，经过类似的质量重整化后，仍然有一个有限的排斥自作用力作用于史瓦西黑洞外的静电试探电荷。我们证实我们的力计算使用卡特的质量变分定理的黑洞。这种计算的主要动机是发展计算所有力的技术和形式-耗散和非耗散-作用于在黑洞时空中运动的电荷和质量。在附录中，我们回顾了封闭形式静电势的推导。我们还展示了如何封闭形式的表达领域的无穷级数的解决方案。
2000-01-11 gr-qc
Self-force on an arbitrarily coupled static scalar particle in a wormhole space-time
本文考虑了具有喉道剖面$r(ρ)=\sqrt{ρ^{2}+a^{2}}$的虫孔时空中，场与曲率任意耦合时，静态标量荷的自作用力和自能的计算问题。Bezerra和Khusnutdinov以前已经考虑过这种计算，而在最小（$ξ=0$）耦合和共形耦合（$ξ=1/8$在三维）的特殊情况下，已经得到了分析结果。我们在这里提出了一个封闭的形式表示的静态格林函数的任意耦合，因此，我们得到了一个解析表达式的自我力。自作用力主要依赖于场与时空曲率的耦合，因此明确地确定这种依赖关系是有用的。数值计算可以识别这种依赖性的一些定性方面，例如当力通过共形耦合值时力的符号的变化，以及$ξ=1/2$的自作用力发散的事实。从闭合形式的表达式中，我们可以直接看到，存在一组无穷大的耦合常数值，在这些值下，自作用力发散，但我们也看到，存在一组无穷大的值，在这些值下，自作用力为零。
2012-10-20 gr-qc
Self force on charges in the spacetime of spherical shells
本文研究了作用在球形、大质量薄壳内外的静电荷或标量荷上的自作用力。使用最近提出的模式和正则化规定的自我力的正则化。在所有情况下，作用在电荷上的自作用力都是排斥力。我们发现，在标量的情况下，力是二次的质量的壳，是第二个后牛顿效应。对于电的情况，力在壳的质量中是线性的，并且是第一个后牛顿效应。当电荷在壳外时，我们的结果修正了已知的零自作用力在标量情况下或已知的排斥，反立方力定律在电的情况下，为有限大小的壳。当装药靠近壳的中心时，装药经历谐波振荡。
2000-08-27 gr-qc
Self-force and the Schwarzschild star
University of Sheffield（谢菲尔德大学）
本文针对施瓦西星时空中静止点状电荷的自作用力，利用共形对称性结合两种正则化方法开展计算，拓展了差分正则化的适用范围，给出多形式自作用力结果并讨论边界发散特性。
2025-05-23 gr-qc
Self force on static charges in Schwarzschild spacetime
研究了Schwarzschild黑洞中静态标量电荷和带电试探电荷的自作用力。该分析是基于直接的，本地计算的自我力量，通过模式分解，并在两个独立的正则化程序：一个空间扩展的粒子模型方法，并在一个模式和正则化处方。在所有情况下，我们发现与已知的确切结果非常一致。
1999-11-10 gr-qc hep-th
Electromagnetic self-force on a static charge in Schwarzschild-de Sitter spacetimes
我们计算了作用在史瓦西-德西特时空中静止电荷上的自作用力，允许宇宙学常数为正或为负。在正宇宙学常数的情况下，我们证明了自作用力总是正的，表示来自黑洞的排斥力，并且随着离黑洞的距离的增加而单调减小。在宇宙学常数为负的情况下，结果的谱更丰富。在这里，自作用力并不总是正的--当黑洞和宇宙学尺度相当并且电荷接近黑洞时，它是负的--并且不总是单调递减的--当宇宙学尺度与黑洞尺度相比足够小时，它实际上是单调递增的。当电荷移动到大的宇宙学距离时，自作用力也接近一个恒定的渐近值;这个特征可以用电荷和无穷远的共形边界之间的相互作用来解释，它充当接地导体。
2013-07-31 gr-qc
Self-force on a static scalar charge in traversable wormholes
University of Northern Philippines（北菲律宾大学）；National Institute of Physics, University of the Philippines（菲律宾大学国家物理研究所）
研究Konoplya-Zhidenko虫洞中静态标量电荷的自力，利用模式求和正则化分析其随形状指数q和红移参数p的变化，发现自力方向可随径向距离改变，且大距离衰减率依赖于虫洞参数。
2026-06-28 gr-qc
Scalar self-force on eccentric geodesics in Schwarzschild spacetime: a time-domain computation
本文计算了带标量荷粒子绕史瓦西黑洞在一般测地线上运动时的自作用力。这种计算需要一个精确的计算所产生的移动电荷的延迟标量场，这是在数值上完成的帮助下，在时域中制定的四阶收敛有限差分格式。计算还需要正则化过程，因为延迟场在粒子的世界线上是奇异的;这是通过由巴拉克和奥利首先引入的模式和正则化方案逐模式处理的。本文介绍了数值方法，各种数值试验，并为轻度偏心轨道，以及“缩放”轨道的结果样本。
2007-07-06 gr-qc
The Relativistic Generalization of the Gravitational Force for Arbitrary Spacetimes
有人建议，重新表达相对论的力量可以提供新的见解。为此目的而发展的形式主义只适用于静态的或共形静态的时空。在这里，我们将其扩展到任意时空。人们希望这种形式主义可以导致相对论中质量和能量的可行定义。
2007-01-12 gr-qc
Self force via $m$-mode regularization and 2+1D evolution: II. Scalar-field implementation on Kerr spacetime
这是第二次在一系列的文件，旨在发展一个实用的时域方法的自我力计算克尔时空。该方法的主要内容是：（i）在Detweiler-Whiting分解的基础上，用适当的解析“穿刺”法去除扰动场的奇异部分;（ii）将扰动方程在方位角上进行分解;（$m$ -）模式，利用克尔背景的轴对称性，（iii）用有限差分格式在2+1维中对单个$m$模式进行数值演化，以及（iv）从模式和重建物理自作用力。在这里，我们报告的方法来计算的标量场自我力沿圆形赤道测地轨道周围的克尔黑洞。这构成了克尔几何中自作用力的第一个时域计算。我们的时域代码再现了沃伯顿和巴拉克最近的频域计算的结果，但有一个额外的优点，即容易适应，包括反作用的自洽方式的自作用力。在即将发表的论文中-系列中的第三篇-我们将我们的方法应用于引力自作用力（在洛伦兹规范中）。
2011-10-05 astro-ph.HE gr-qc
Combined gravitational and electromagnetic self-force on charged particles in electrovac spacetimes
我们考虑带电粒子在弯曲时空中运动的自作用力，将以前的研究扩展到引力和电磁扰动可比的情况。粒子自作用力的形式表达式$f^{ret}_α$，用延迟扰动场表示，是发散的，需要重整化来求出粒子在质量$m$和电荷$e$的线性阶的加速度。我们假设，在以前的工作中的洛伦兹规范，重整化的加速运动包括一个角度平均和质量重整化。利用扰动电磁场和扰动引力场的短程展开，我们证明了重整化等价于从模和正则化中得到的重整化，其中从用延迟场表示的自作用力的表达式中减去一个只包含模和中的前导项和次前导项的奇异部分场。我们的结果中最引人注目的部分是，由于一个显著的抵消，重整化不涉及电磁场和引力场的混合。特别地，重整化质量通过减去（1）沿加速轨道运动的点电荷的纯电磁贡献和（2）沿相同轨道运动的质点的纯引力贡献而获得。在模和正则化中，相同的抵消意味着所需的正则化参数是它们的纯电磁值和引力值的和。
2014-06-19 gr-qc
Self force on an accelerated particle
我们计算了一般背景时空中加速点粒子（标量电荷、电荷或小引力质量）在加速（非测地线）轨道上运动的奇异场。使用模式和正则化方案，我们得到明确的表达式的自我力正则化参数。在电磁和引力的情况下，我们使用洛伦兹规范。这一工作扩展了Barack和Ori的工作，他们证明了在Schwarzschild时空中测地线运动的点粒子的正则化参数可以仅由模和中的前导项和次前导项来描述（通常称为$A$和$B$项），并且$\ell$中的所有高阶项在求和时消失（后来他们在Kerr [2]，[3]中显示了测地线运动的相同行为）。我们证明了这些性质是通用的点粒子运动通过任何光滑的时空沿任意（加速）轨迹。我们的重整化方案是基于，但不完全相同，奎因-沃尔德公理。当我们开发我们的方法，我们审查和扩展工作表明，在文献中使用的奇异场的不同定义是等价的，我们的方法。由于我们的方法不假设扰动粒子的测地线运动，我们能够使用我们的模式和形式主义，明确恢复一个众所周知的结果：在史瓦西黑洞附近的静态标量电荷的自作用力消失。
2014-04-28 gr-qc
Dependence of Self-force on Central Object
对于围绕静态球对称体的轨道上的粒子，我们研究了当中心体类型（即，Schwarzschild外部的内部度量的选择）被改变。虽然由于需要正则化而难以计算直的自作用力，但这种“自作用力差”可以直接从相关波动方程的模式函数计算。这种技术给出了一个简单的探针的（非）局部性的力，以及提供了一个简单的确定一个物体上的自作用力的实际好处，一个任意（静态球对称）中心体，一旦相应的结果为黑洞（或其他参考内部）是已知的。我们推导出一个一般表达式的自作用力差的情况下（可能非最小耦合）的标量电荷的模式和水平，并表示电磁和引力的情况下的推广。然后我们考虑轨道和/或中心体的具体选择。我们的主要发现是：（1）对于离中心体很远的静电荷，在最小耦合标量情形和电磁情形下，自作用力与中心体类型无关（但在非最小耦合标量情况下依赖）;（2）对于标量情形下薄壳时空的圆轨道，黑洞时空的自作用力的分数变化对于径向（保守）力比角（耗散）力;（3）（这些时空之间的）径向自作用力差对于静电荷和相同半径的圆形轨道非常一致。
2011-06-20 gr-qc
Massive-Field Approach to the Scalar Self Force in Curved Spacetime
本文导出了一种新的正则化方法，用于计算弯曲时空中的（无质量）标量自力。在这种方法中，标量自作用力表示为两个推迟的标量场之间的差：无质量的标量场和辅助的有质量的标量场。这种场差与一定的极限过程相结合，给出了标量自作用力的表达式。该表达式提供了一种新的内力计算方法。
2004-10-05 gr-qc
Gravitational self-force on generic bound geodesics in Kerr spacetime
在这项工作中，我们提出的第一个计算的引力自引力的一般约束测地线在克尔时空中的质量比的一阶。也就是说，由于自身对引力场的影响，一个紧凑的物体绕着一个更大的旋转黑洞运行时，对运动方程的局部修正。这包括耗散效应和保守效应。我们的方法建立在和扩展早期的方法计算赤道轨道上的引力自作用力。特别地，我们从Weyl标量$ψ_4$中重建出射辐射规范中的局部度规扰动，而这又是通过使用半解析频域方法求解Teukolsky方程得到的。随后使用（球形）$l$模式正则化获得引力自作用力。我们测试我们的实现比较大的$l$ -行为对分析已知的正则化参数。此外，我们验证了我们的结果进行比较的长期平均变化的能量，角动量，卡特常数的变化，这些常数的运动推断从引力波通量到无穷大和向下的地平线。
2017-11-27 gr-qc
Static Self-Forces in a Five-Dimensional Black Hole Spacetime
我们得到了5D Schwarzschild-Tangherlini黑洞时空中封闭形式的静态点电荷的电场和标量场。然后，我们计算在这些情况下，通过假设适当的奇异场是一个四维阿达玛格林函数的常数时间黎曼切片的静态自作用力。众所周知，Hadamard Green函数涉及任意正则双标量$W_{0}(x,x')$，其重合极限$w(x)$出现在自作用力的表达式中。我们开发了一个公理化的方法来减少这个任意函数到一个任意的无量纲系数。我们表明，在这种方法来正规化的背景下，自作用力不依赖于任何未定的长度尺度，也不需要依赖于内部结构的收费。
2015-11-18 gr-qc hep-th
Self-force on a static particle near a black hole
研究了Schwarzschild黑洞附近静态带电点粒子的自作用力。我们得到了描述一个中性大黑洞和一个带电大质量小天体的点粒子作为时空的极限。这个大质量的物体是用一个黑洞或一个裸奇点来模拟的。在这个完全相互作用的系统中，大质量物体由支柱支撑在黑洞上方。这样的支柱具有非零张力，其对应于补偿作用在大质量物体上的重力和电磁自作用力的外力。我们讨论的细节的限制程序导致的点状粒子的情况。结果得到了史瓦西时空中静态坐标系下的标准引力和电磁自引力。在视界附近的区域，电磁自力与经典结果略有不同。该差异是由于考虑了支柱对电磁场的影响。我们还表明，高阶修正的引力，一种引力的自我力，是不是唯一定义的，它们依赖于细节的限制程序。
2020-07-22 gr-qc hep-th
Post-Newtonian and Numerical Calculations of the Gravitational Self-Force for Circular Orbits in the Schwarzschild Geometry
利用广义相对论中两种不同的近似方法，讨论了在圆轨道上运动的紧凑双星系统的问题。后牛顿（PN）近似涉及v/c<<1的幂展开，并且最适合于小轨道速度v。微扰自作用力（SF）分析要求双星的组分有一个极端的质量比m1/m2<<1。一个特定的坐标不变的可观测量确定为使用这两种不同的近似系统的轨道频率的函数。后牛顿计算被推到第三后牛顿（3 PN）阶。它涉及由两个点粒子生成的度量，并在其中一个粒子的位置处进行评估。我们用维数正则化的方法正则化了粒子的发散自场。我们表明，比例1/（d-3）出现在三维正则化在3 PN阶的极点从最终的规范不变的可观察性抵消。3 PN的解析结果，通过一阶的质量比，和数值SF计算一致。这种跨文化比较的一致性证实了这两种近似在描述紧凑的双星系统中的可靠性。特别是，它提供了一个独立的测试非常不同的正则化程序中调用的两个近似方案。
2010-03-04 gr-qc
Self-force approach for radiation reaction
我们综述了最近提出的模式总和正则化处方（MSRP）的本地辐射反作用力，这是至关重要的双星轨道演化的计算。然后，我们描述了一些新的结果，得到了使用MSRP，并讨论了它们的引力波天文学的重要性。
1999-12-13 gr-qc
High-Accuracy Comparison between the Post-Newtonian and Self-Force Dynamics of Black-Hole Binaries
利用后牛顿（PN）近似和微扰自作用力（SF）方法研究了在圆轨道上运动的紧致双星系统的相对论运动。一个特定的规范不变的可观测量计算作为一个功能的二进制的轨道频率。数值计算得到了引力场引起的守恒效应，并与高阶PN预报进行了比较。PN计算涉及在粒子的位置处的3 PN正则化度量的计算。它的发散自场是通过维数正则化正则化。与1/（d-3）成比例的极点出现在3 PN阶的维度正则化中，从最终的规范不变结果中消失。还得到了起源于引力波尾的4PN和次领先的5 PN守恒对数贡献。利用这些精确的PN结果，一些以前未知的PN系数被测量到非常高的7 PN阶通过拟合的数值自作用力数据。仅使用2 PN和新的对数项，3 PN系数的值也以非常高的精度被数值地确认。这种跨文化比较的一致性提供了一个非常不同的正规化方法在SF和PN形式主义的关键测试，并说明了这些近似方案的互补性时，建模紧凑的二进制系统。
2010-07-15 gr-qc
Strong gravitational force induced by static electromagnetic fields
有人认为，静态电场或磁场诱导Weyl-Majumdar-Papapetrou解决方案的度规的时空。它们的引力加速度包括一个比通常的微扰项强许多数量级的项。它产生了许多可以通过实验检测到的影响。四个静电和四个静磁的物理设置与简单的对称性的例子。描述了质量源进入并使纯电磁图像复杂化的不同方式。
2004-07-13 astro-ph gr-qc hep-th
Self force via m-mode regularization and 2+1D evolution: Foundations and a scalar-field implementation on Schwarzschild
为了模拟极端质量比的双螺旋（LISA任务的关键目标）的辐射演化，该社区需要有效的方法来计算克尔时空上的引力自作用力（SF）。在这里，我们进一步开发了一个实用的“$m$模式正则化”计划SF计算，并给出第一个实施的细节。该方法的关键步骤是（i）用适当的“穿刺”去除扰动场的奇异部分，以在围绕粒子世界线的有限世界管内留下足够规则的残差，（ii）在方位角上分解，（$m$ -）模式，（iii）用有限差分格式在2+1D中的$m$ -模式的数值演化，以及（iv）从模和重构SF。该方法依赖于一个明智的选择穿刺，基于Detweiler-Whiting分解。我们给出了一个工作定义的“秩序”的穿刺，并显示它如何确定的收敛速度的$m$模式和。SF的耗散部分显示指数收敛的模式和，而保守部分的$m$模式和收敛于幂律。在后一种情况下，个体模态贡献在大$m$处下降，对于偶数$n$为$m^{-n}$，对于奇数$n$为$m^{-n+1}$，其中$n$是穿孔顺序。我们描述了一个$m$模式的实现与四阶穿刺计算沿圆测地线上史瓦西的标量场SF。在即将发表的姊妹论文中，我们将计算扩展到克尔时空。
2010-10-25 astro-ph.HE gr-qc
Self-force regularization of a point particle for generic orbits in Kerr spacetime: electromagnetic and gravitational cases
自作用力是模拟极端质量比螺旋波形的主要方法，这是欧空局未来天基引力波探测器LISA的关键目标。在模拟这些系统时，人们将较小的物体近似为点粒子，导致需要去除的有问题的奇点。这种奇异结构的建模已经确定了Detweiler-Whiting奇异场作为黄金标准。作为支配波动方程本身的解，在移除时，它留下一个光滑的正则场，这是齐次波动方程的解，就像它的已建立的平坦时空对应物一样。模态和方法使得能够经由球谐分解逐个模态地减去该奇异性模态。具有的模式越多，$\ell$ -和的收敛越快，使得这些表达式非常有益，特别是考虑到波形产生的沉重计算负担。直到最近，克尔时空中的一般轨道只知道两个主要的阶。在以前的论文中，我们为弯曲时空中的标量带电粒子产生了下一个非零参数，为我们在这里提出的电磁和引力情况奠定了基础。
2022-09-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Self-forces on static bodies in arbitrary dimensions
我们推导出精确的表达式的标量和电磁自作用力和自转矩作用在任意静态扩展机构在任意静态时空与任何数量的维度。非微扰，我们的结果在所有维度上都是相同的。然而，有意义的点粒子极限在不同的维度上是完全不同的。这些限制的定义和评估，导致简单的“正则化算法”，可以用于具体的计算。在这些限制，自我相互作用被证明是越来越不重要的，在更高数量的维度，它一般竞争的幅度越来越高的高阶扩展体效应。相反，我们表明，自相互作用的影响可以是相对较大的$1+1$和$2+1$尺寸。我们做这项工作的动机是双重的：首先，没有以前的推导自作用力已提供任意的尺寸，和启发式的论点提出了不同的作者导致了相互矛盾的结论。第二，在任意维度的静态自作用力问题提供了一个有价值的试验平台，以继续发展一般的，非微扰的方法在运动理论。在这个方向上获得了一些新的见解，包括显着提高了对重整化过程的理解。我们还表明，有相当大的自由度，使用不同的“有效领域”的运动定律-自由，可以利用，以最佳方式简化特定的问题。不同的选择会产生不同的惯性、引力、电磁力或标量自作用力，但从某种意义上说，这些量中没有一个是可以单独实验的。然而，某些组合是可以观察到的，并且在所有可能的域重定义下它们保持不变。
2016-02-29 gr-qc hep-th
Applying the effective-source approach to frequency-domain self-force calculations
用正则化的自场定义了点粒子与自身场相互作用的运动方程。计算这种正则化场的两种主要方法是模式和和有效源方法。在这项工作中，我们统一这两个不同的正则化计划，通过推广传统的频域模式和计算，将有效源技术。对于一个玩具标量场模型，我们分析计算一个适当的穿刺场，从该穿刺场可以计算出正则化剩余场。为了证明这种方法，我们计算了史瓦西时空中圆形轨道上标量粒子的自作用力。我们还展示了世界管和窗函数方法之间的关系，以将穿刺场定位到世界线的邻域，并展示了该方法如何在一定的限制下减少到众所周知的模式和正则化方案。这种新的计算方案可以适用于传统的模式和正则化是不够的情况下，如在计算中的第二微扰阶。
2014-10-26 astro-ph.HE gr-qc
Entropic force, holography and thermodynamics for static space-times
最近Verlinde提出了一种新的引力方法，将引力相互作用解释为一种熵力。新方法使用全息原理，说明信息保持在全息屏幕上，这些屏幕与等势面重合。出于这种新的解释重力（但不限于它），我们研究等势面，Unruh Verlinde温度，能量和加速度为各种静态时空：一般球对称的解决方案，轴对称黑洞沉浸在一个磁场，traversable球对称虫洞的任意形状的功能，系统的两个和两个以上的极端带电黑洞平衡。特别是，我们已经表明，Unruh-Verlinde温度的全息屏幕达到绝对零度的虫洞喉独立的特定形式的虫洞解决方案。
2010-08-14 gr-qc hep-th
Accelerated motion and the self-force in Schwarzschild spacetime
我们提供了扩展的Detweiler-Whiting奇异场沿任意，平面加速轨迹在史瓦西时空中的运动。我们将这些结果转录成模式和正则化参数，计算以前未知的条款，增加了模式和的收敛速度。我们测试我们的结果通过计算沿各种加速轨迹的自作用力。对于非均匀加速圆轨道，我们提出了一个新的1+1D间断Galerkin时域代码，采用有效源的结果。我们还提出了均匀加速圆形轨道和加速约束偏心轨道内的频域处理计算的结果。我们的正则化结果将是有用的计算自洽的自我力的螺旋粒子的世界线加速相对于背景时空。
2018-07-17 gr-qc hep-th
Self-Force on a Scalar Charge in Circular Orbit around a Schwarzschild Black Hole
在本文中，我们提出了两种计算带电粒子$q$围绕质量为$M$的黑洞运动时的标量自作用力的正则化方法，其中一种称为"幂展开正则化“.本文利用幂展开正则化方法，解析地计算了在Schwarzschild黑洞圆轨道上标量粒子的三阶后牛顿（3PN）自作用力（也称反作用力）.结果表明，自作用力的$r$分量为3PN级，而辐射反应产生的$t$和$ϕ$分量分别为2PN和1.5PN级.
2001-04-12 astro-ph gr-qc hep-th
