One loop photon-graviton mixing in an electromagnetic field: Part 1
电磁场中的光子-引力子混合是宇宙学和天体物理学的一个潜在兴趣过程。在树的层次上，它已经被许多作者研究。我们认为，这个振幅涉及一个带电的自旋0或自旋1/2的粒子在循环和一个任意的恒定场的单圈的贡献。在本文的第一部分中，世界线的形式主义是用来获得一个紧凑的双参数积分表示的振幅，有效的任意光子能量和背景场强度。这种计算显然是协变的。
2005-03-25 gr-qc hep-th
A gravito-electromagnetic analogy based on tidal tensors
本文提出了一种新的方法来进行广义相对论和电磁学之间的物理类比，基于两种理论的潮汐张量。使用这种方法，我们写一个协变形式的引力类似的麦克斯韦方程组。给出了该类比的以下实现。第一个匹配的线性引力潮汐张量精确的电磁潮汐张量Minkwoski时空。第二个匹配精确的磁引力潮汐张量的超定常度量精确的磁潮汐张量的电磁弯曲的空间。在第三，我们表明，我们的方法导致两步精确推导陀螺仪上的Papapetrou力。然后，我们建立了一个新的证明一类张量恒等式，定义类型$\vec{E}^2-\vec{B}^2$和$\vec{E}\cdot\vec{B}$的不变量，我们展示了不变量建立在重力和电磁潮汐张量。我们将我们的方法与文献中常见的两个引力电磁类比进行对比，并认为它揭示了关于其中一个类比的有效性限制的争论，并澄清了有关其他物理解释的问题。
2007-05-21 gr-qc hep-th
Gravito-electromagnetic Aharonov-Bohm effect: some rotation effects revised
通过用引力电磁场描述标准相对动力学，在自然分裂的背景下，我们正式引入了引力磁Aharonov-Bohm效应。然后，我们解释的Sagnac效应作为一个重磁Aharonov-Bohm效应，我们利用这种形式主义的研究在静态和轴对称几何的Sagnac效应的广义相对论修正。
2010-07-22 gr-qc
Photon-graviton polarization entanglement induced by a classical electromagnetic wave
Institute for Quantum Computing Analytics (PGI-12), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心量子计算分析研究所）
本研究探讨了经典电磁波在闵可夫斯基时空传播过程中引发光子-重力子纠缠，并通过量子态演化生成贝尔态，探讨了在人工和自然场景中观察纠缠光子的可能性。
2026-01-29 gr-qc quant-ph
Geometrization of gravito-electromagnetic interactions from boundary conditions in the variational principle
研究了在Einstein-Hilbert作用量的几何贡献的变分中考虑边界项时的可积性条件。我们探讨了当我们从背景黎曼流形到扩展黎曼流形进行位移时所获得的紧急物理动力学，其中非度量性是非零的。在这种情况下，当我们改变作用量时，在扩展流形中考虑了电动力学和非微扰引力波的经典描述。
2019-07-18 gr-qc hep-th
Reference Frames and the Physical Gravito-Electromagnetic Analogy
自广义相对论诞生之初，线性化的引力和电磁学之间的相似性就已为人所知。使用基于潮汐张量的精确方法，我们表明，这种类比只在非常特殊的条件下成立，并严重依赖于参考系。这就限制了文献中常见的“引力-电磁”方程的有效性。
2009-12-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Colliding Plane Fronted Waves and a Gravito--Electromagnetic Searchlight
本文给出了平面波前电磁波与引力波共用波前时的Einstein-Maxwell真空场的一个表达式。这是基于最近的几何重建的平面前波场的作者清楚地确定的情况下，波阵面碰撞或不碰撞。在前一种情况下，我们的结构提出了一个明确的例子，即探照灯光束伴随着引力辐射扫过天空。本文详细介绍了这种重力电磁探照灯及其性能。
2022-12-29 gr-qc
Primordial large-scale electromagnetic fields from Gravitoelectromagnetic Inflation
我们研究了宇宙膨胀受宇宙学常数$Λ_0$控制的早期宇宙中原初电场和磁场的起源和演化。利用引力电磁暴胀理论和$A_0=0$，我们得到了大尺度磁场谱的功率和暴胀过程中暴胀子场的涨落。一个非常重要的事实是，我们的形式主义是{ \em自然非共形不变}。
2009-03-18 gr-qc
Gravito-Electromagnetic Perturbations and QNMs of Regular Black Holes
在爱因斯坦引力与非线性电磁场耦合的框架下，我们研究了磁性规则黑洞的引力电磁微扰。通过将奇宇称的引力微扰与偶宇称的电磁微扰耦合，得到了微扰的主方程。作为应用，我们应用主方程数值求解了三类规则黑洞的准正规模。结果表明，规则黑洞的准数矩与理论参数和黑洞的磁荷密切相关，与Reissner-Nordström黑洞的准数矩有很大不同.这些结果的稳定性，这些规则的黑洞的迹象进行了详细讨论。
2022-10-08 gr-qc
Formal analogies between gravitation and electrodynamics
我们开发了一个理论框架，使我们能够比较电磁和引力在一个完全协变的方式。这种新的场景不依赖于任何近似，也不像文献中有时所做的那样将对象与不同的操作含义相关联。我们构建的电磁模拟的黎曼和外尔张量，并开发这些对象的运动方程。特别是，我们能够精确地确定如何以及在什么条件下重力可以映射到电动力学。因此，广义相对论的许多几何工具可以应用于电磁学，反之亦然。我们希望我们的结果能为电磁和引力理论的本质提供新的解释。
2008-07-17 gr-qc
Concerning Measurement of Gravitomagnetism in Electromagnetic Systems
重力磁场的测量是检验广义相对论的一项重要工作。在这里，我们提出了一个新的理论方案进行这样的测量的基础上检测的电场之间的相互作用产生的重力磁场和磁场的静态轴对称的引力场的缓慢旋转的大质量的身体。最后指出，基于超导量子干涉仪的精密磁强计不能用于测量带电电容器腔中的重磁感应磁场，因为它们测量的是电磁场矢量势的环流，即，一个包含电场和磁场之和的不变量，广义相对论磁性部分将被电场部分完全抵消，这与实验结果符合得很好。
2006-08-07 astro-ph gr-qc
Quantization of the Classical Maxwell-Nordstrom Fields
在（3+2）维真空中，用Maxwell-Nordstrom方程描述的经典电磁场和重力磁场被量子化。这些方程是从场张量重新推导出来的，场张量是从狄拉克方程的五维形式推导出来的。电磁场取决于习惯的时间t，而假设的重力磁场取决于第二个时间变量u。总场能量与电磁场和重磁场的五维能量-应力张量的分量T44相一致。在基态，电磁场和重力磁场的能量相互抵消。重力磁场的量子自旋为1。
2004-11-10 gr-qc
Coupled inflaton and electromagnetic fields from Gravitoelectromagnetic Inflation with Lorentz and Feynman gauges
利用引力电磁暴胀（GEMI）的半经典方法，研究了早期暴胀宇宙中电磁场和种子暴胀子的起源和演化。我们同时使用洛伦兹和费曼规。我们的形式在有效的四维de Sitter度规上自然不是共形不变的，这使得在宇宙尺度上宇宙早期暴胀时期的电场和磁场模的超绝热放大成为可能.这是第一次，电场波动的解决方案进行了系统的研究，在4D的暴胀模型的嵌入。本文得到的一个重要的新结果是：电场涨落的谱与尺度有关，谱指数随尺度的减小而二次增加。
2010-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
One loop photon-graviton mixing in an electromagnetic field: Part 3
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿罗森多夫赫尔姆霍兹中心）；Dipartimento di Fisica ed Astronomia, Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文系）；INFN, Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼部分所）；Helmholtz-Institut Jena（耶拿赫尔姆霍兹研究所）；Theoretisch-Physikalisches Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学理论物理研究所）；Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo（圣尼古拉斯伊达尔戈米却肯大学物理数学科学学院）
本文研究电磁场中光子-重力子混合，通过统一计算三个图示揭示一阶环状图的贡献，并验证引力Ward恒等式对磁双折射的影响。
2026-01-30 gr-qc hep-ph hep-th
Gravito-electromagnetic resonances
引力与电磁辐射的相互作用有着相当长的研究历史。众所周知，引力波的畸变可以驱动电磁信号的传播。由于受迫振荡提供了共振发生的自然阶段，重力电磁共振已被研究作为更有效的重力波探测方法的一种手段。在这份报告中，我们考虑了闵可夫斯基背景下的外尔场和麦克斯韦场之间的耦合，这也适用于引力弱的天体物理环境，在第二微扰水平。我们使用的协变方法，描述引力波通过横向分量的剪切，而不是纯张量度量扰动。目的是计算电磁信号的性质，电磁信号是由线性对应物与入射引力波相互作用产生的。我们的分析显示了引力驱动的电磁波的波长和振幅是如何随初始条件而变化的。更具体地，对于某些初始数据，发现感应的电磁信号的幅度发散。类似的发散引力电磁共振在宇宙学中也有报道。鉴于此，我们将闵可夫斯基空间的研究扩展到宇宙学，并讨论了上述两种物理环境之间的Weyl-Maxwell耦合的物理学和现象学中的类比和差异。
2011-08-10 astro-ph.HE gr-qc
One-loop graviton corrections to Maxwell's equations
在单圈近似和弱场近似下计算了引力子对麦克斯韦方程的修正。修正后的方程类似于各向异性和非均匀介质中的经典方程。我们特别分析了色散关系的修正。当电磁场的波长远小于引力子两点函数的典型长度标度时，光速取决于传播方向和辐射的偏振。在相反的情况下，光速也可能取决于电磁辐射的能量。我们详细研究波在两个特殊的背景，平坦的罗伯逊-沃克和静态，球对称时空中的传播。在平坦的Robertson-Walker引力背景下，我们发现修正后的电磁场方程对应于有效折射率随时间变化的各向同性介质。对于静态的球对称背景，引力子涨落引起真空结构，这导致光传播中的双折射。
2000-10-25 gr-qc hep-th
Extension of Theory of Gravitomagnetism and Spinor Quantum Mechanics with Dynamics of Free Electromagnetic Field
本文通过引入自由电磁场的拉格朗日密度扩展了引力磁理论与旋量量子力学，证明了新增项对于恢复对称能量-动量张量的必要性，并指出理论形式与构建路径无关，纠正了先前的研究结论。
2024-02-14 gr-qc
Superconductor Meissner effects for gravito-electromagnetic fields in harmonic coordinates due to non-relativistic gravitational sources
众所周知，相对论性带电粒子的协变拉格朗日量会导致哈密顿量消失。另外，它表明，使用“空间+时间”拉格朗日导致一个新的规范动量和最小耦合规则，描述了电磁场和引力场耦合到相对论带电粒子。不同作者得到的哈密顿量之间的分歧得到解决。正则动量导致了伦敦方程和伦敦规范的新形式。利用调和坐标系中线性化的爱因斯坦场方程和非相对论性的理想流体，导出了引力-电磁场方程。这些用于获得磁场和重力磁场的新穿透深度。一个关键的结果是，只有当磁场也存在时，重力磁场才从超导体中排出。导出了超导体中的磁通量子和超导环中的量子化超电流。最后，在一个带电的旋转质量圆柱体的存在下的超导环的情况下被用作应用的形式主义开发的一个例子。
2022-01-31 cond-mat.supr-con gr-qc
Rotation Effects and The Gravito-Magnetic Approach
引力-电磁学在相对论中是普遍存在的。事实上，在许多情况下，引力的效应可以通过正式引入“引力-电场”和“引力-磁场”来描述，从相应的势开始，类似于电磁理论（另见A.塔尔塔利亚的贡献，这些程序）。“引力电磁学的许多面”在近似和完全理论方法中都与旋转效应有关。在这里，我们表明，通过使用1+3分裂，相对论动力学可以描述在重力电磁场（GEM）方面的完整理论。在此基础上，我们引入了一个“重磁Aharonov-Bohm效应”，它允许解释一些旋转效应作为重磁效应。最后，通过研究重磁效应对电磁信号传播的影响，提出了一种测量天体角动量的方法。
2004-10-18 gr-qc
Gravito-Electromagnetic perturbation of higher derivative corrected Kerr-Newman black hole
研究缓慢旋转的4阶导数修正克尔-纽曼黑洞的线性引力电磁扰动，用超越KN几何的微扰法推导方程，扩展渐近迭代方法计算准正则频率，发现宇称扇区有等谱性破坏，还对其进行参数化以扩大适用性。
2026-08-18 gr-qc hep-th
Interaction between gravitational radiation and electromagnetic radiation
在这篇综述论文中，我们研究了从法拉第到现在的引力和电磁力之间的联系。特别关注的是引力和电磁辐射之间的联系。讨论了当引力波通过磁场时产生的电磁辐射。然后，我们讨论了电磁辐射与引力波的相互作用，通过费曼图的过程$graviton + graviton \to photon + photon$。最后，我们回顾了最近的工作，真空生产对应的电磁辐射的引力波。
2018-11-03 gr-qc hep-th
External Electromagnetic Fields of a Slowly Rotating Magnetized Star with Gravitomagnetic Charge
研究了慢转磁化NUT星外部背景时空中的麦克斯韦方程组，在最低阶近似下将电场方程分解为角向和径向两部分，得到了外部电场的解析解.这颗恒星被认为是孤立的，处于真空中，偶极磁场与旋转轴对齐。详细考虑了NUT电荷对恒星外电场的贡献。
2011-09-05 astro-ph.SR gr-qc
Gravito-electromagnetic resonances in Minkowski space
我们考虑了在闵可夫斯基背景下传播的引力辐射和电磁辐射之间的相互作用，并研究了前者对后者的影响。毫不奇怪，这两个源之间的耦合导致引力驱动的电磁波。在第二微扰水平，驱动力表现为两个波的叠加，其性质由初始条件决定。我们发现，Weyl-Maxwell相互作用通常会导致电磁拍频信号，在某些情况下，驱动电磁波的谐振放大。对于物理上合理的初始条件，我们表明，这些共振意味着线性（在时间上）增长的电磁信号的振幅，与整体放大也取决于驱动重力波的强度。最后，我们通过将我们的分析应用于引力波和电磁波共存的天体物理环境，提供了所实现的放大的数量级估计。
2013-10-03 astro-ph.CO gr-qc
Gravito-electromagnetism
我们开发和应用一个完全协变的1+3电磁引力类比。自由引力场协变地刻画为Weyl重电和重磁空间张量场，其动力学方程是Bianchi恒等式。利用空间向量代数和微积分的协变推广到空间张量场，我们展示了张量Bianchi方程和向量麦克斯韦方程组之间的协变类比.我们确定引力源项，耦合和潜在的和没有电磁类似物。证明了非线性真空Bianchi方程在引力-电和引力-磁张量场的协变空间对偶旋转下是不变的。我们构造了引力场的超能量密度和超坡印廷矢量作为自然U（1）群不变量，导出了它们的超能量守恒方程。一个协变的方法，重力电/磁单极子。
1998-01-28 astro-ph gr-qc hep-th
Transverse momentum as a source of gravitoelectromagnetism
动量可以被看作是一种质量流，它可以被用作引力电磁场的源，引力电磁场是经典电磁场的弱场引力模拟。通常，重力电磁研究只考虑对流类型的质量流，它们与速度矢量场共线，但是当人们观察与背景电磁场相互作用的带电流体或带电的旋转点状物质（如弗伦克尔电子）或扩展的旋转质量分布（如狄拉克电子和韦森霍夫流体）时，人们也会遇到横向动量。研究了横向动量对重力电磁场的影响。
2017-11-21 gr-qc
Gravitoelectromagnetic inflation and seeds of cosmic magnetic fields from geometrical Weyl-invariant scalar-tensor theory of gravity
我们从引力电磁理论研究宇宙暴胀现象。我们的工作是制定在最近推出的几何Weyl不变标量张量引力理论，其中的电磁势和暴胀子场的性质是由于时空几何的光。我们得到了暴胀子场量子涨落的Harrison-Zeldovich功率谱。在我们的模型中，电磁场也有一个近似的尺度不变的功率谱的幂律膨胀。我们发现，种子磁场有一个接近标度不变的功率谱，并在当代宇宙磁场的顺序$\lesssim 10^{9}$高斯，与CMB观测符合得很好。
2018-04-08 gr-qc hep-th
Gravito-electromagnetic Effects of Massive Rings
线性后牛顿近似下的爱因斯坦场方程可以用电磁学来类比，即所谓的引力-电磁形式主义。我们用这个类比来研究大质量环的引力场：特别地，我们考虑了围绕中心体的开普勒轨道上的连续质量分布，并且我们计算了由这种质量分布在中心体和环之间的中间区产生的引力场，重点是源于环旋转的重磁分量。在这样做的时候，我们推广和补充一些以前的结果，专注于纯牛顿效应的环（从而忽略其旋转）或适用于旋转球壳的情况下。最后，我们研究了在一些简单的情况下，环的旋转的效果，并建议，在原则上，这种方法可以用来推断环的角动量的信息。
2015-04-27 astro-ph.EP astro-ph.GA gr-qc
Gravitomagnetism and spinor quantum mechanics
本文系统地讨论了自旋为1/2的粒子在电磁场和弱引力场共同作用下的运动。本文继续以前的工作自旋零粒子，但它在很大程度上是独立的，可以作为一个介绍旋量在黎曼空间。分析是基于狄拉克方程表示一般协变形式和耦合最小的电磁场。由于只限于缓慢运动的物质源，如地球，我们可以用引力电（牛顿）势和引力磁（坐标系拖曳）矢量势来描述引力场，最近已经通过实验证实了这两种势的存在。我们的主要兴趣是粒子的轨道和自旋角动量与重力磁场的耦合。具体来说，我们计算的重力旋磁比为gsubg=1，这是比较的电磁旋磁比gsube=2的狄拉克电子。
2011-08-18 gr-qc
The Gravito-Electromagnetic Approximation to the Gravimagnetic Dipole and its Velocity Rotation Curve
鉴于所观察到的螺旋星系的旋转曲线是平坦的，并受到一个简单事实的启发，即在牛顿引力下，一个有限范围的静止轴对称质量分布或暗物质涡旋很容易显示出一个稍微平坦的速度旋转曲线，直到与这种涡旋横向于星系盘的范围相当的距离，这种旋转曲线变平的可能性可能是纯粹引力性质的某种静止轴对称时空曲率的表现，而不需要某些暗物质粒子，被认为是在重力磁偶极子携带相反的NUT电荷的情况下，在其Misner弦的无张力极限，作为爱因斯坦方程的精确真空解。针对第一次评估的潜力，这样的建议比一个完整的成熟的研究其测地线容易，情况分析的范围内的弱场重力电磁学和非相对论动力学。从而确实导致有趣和令人鼓舞的结果。
2023-03-02 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Gravitomagnetism in Quantum Mechanics
本文系统地讨论了零自旋粒子在电磁场和弱引力场组合作用下的量子力学。分析是基于克莱因-戈登方程表示一般协变形式和耦合最小的电磁场。将Klein-Gordon方程转换为薛定谔方程形式（SEF），并在非相对论极限下进行分析。我们包括一个讨论，而一般的可观察到的物理效应暗示的SEF，集中在重力磁性。特别令人感兴趣的是粒子的轨道角动量与重力磁场的相互作用。
2010-05-19 gr-qc quant-ph
Gravito-electromagnetic perturbations of MOG black holes with a cosmological constant: Quasinormal modes and Ringdown waveforms
本文研究带宇宙学常数的MOG黑洞的引力-电磁扰动，数值求解准正则模式与铃宕波形，发现增大参数α或Λ均使QNM频率实部和虚部减小，并揭示电磁与引力模式在MOG-德西特时空中具有等谱性和相同铃宕波形。
2023-10-11 gr-qc
Gravitational-wave signatures of gravito-electromagnetic couplings
本文研究非最小曲率-电磁耦合项 $ξR F_{μν}F^{μν}$ 产生的原初引力波信号，首次推导修正张量模式方程，发现电磁感应引力波具有普适红外频率标度 $f^5$，并证明其有望被 SKA、LISA、ET 和 BBO 等未来引力波实验探测到。
2024-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Particle Motion and Electromagnetic Fields of Rotating Compact Gravitating Objects with Gravitomagnetic Charge
本文研究了Kerr-Taub-NUT紧凑体（i）在沿轴对称轴的均匀磁场中（ii）在由电流回路产生的偶极磁场中所产生的电磁场的精确解。研究了在不同的外磁场和NUT参数下，带电粒子在磁场中绕Kerr-Taub-NUT引力源运动的有效势。在这两种情况下，NUT参数和磁场的存在使稳定的圆形轨道向中心引力物体的方向移动。最后，我们找到了缓慢旋转的磁化NUT星的外部背景时空中的麦克斯韦方程组的解析解。恒星被认为是孤立的，在真空中，单极配置模型的恒星磁场。
2008-03-11 astro-ph gr-qc
Graviton to Photon Conversion via Parametric Resonance
研究了电磁场在引力波作用下的参量共振激发。我们发现存在窄带共振。对于真空中的电磁场，共振只发生在第二波段，因此它的强度被引力波振幅的两个幂所抑制。另一方面，在介质中的电磁场的光速小于1（自然单位）的情况下，存在傅立叶模式的频带，其在第一频带中经历谐振。
2023-03-28 astro-ph.CO gr-qc
Gravitomagnetic Effects in a Conductor in an Applied Magnetic Field
提出了在有磁场存在的情况下，在慢旋转引力物体时空中的导体内进行广义相对论引力磁效应的电磁测量。
2006-08-04 astro-ph gr-qc
Physical Effects of Extra Dimension and Concomitant Map between Photons and Gravitons in Randall-Sundrum Brane-World Scenario
在Randall-Sundrum膜世界假设下，研究了黑洞边界中引力波和电磁波扰动之间的关系，提出了传统形式的额外维膜世界扩展.从有效的5维Randall-Sundrum膜世界理论出发，分析了Reissner-Nordstrom黑洞中强场引起的电磁场和引力场的相互变换.
2006-10-27 gr-qc
Non-Parallel Electric and Magnetic Fields in a Gravitational Background, Stationary Gravitational Waves and Gravitons
考虑了在存在引力场的情况下，具有平行电场和磁场分量的电磁场的存在性。一个非平行的解决方案被证明存在。接下来，我们分析了在自然界中发现定态引力波的可能性。最后，我们构造了一个D=4的有效量子引力模型。验证了树级酉性。
2000-06-16 gr-qc hep-th
Conversion of relic gravitational waves into photons in cosmological magnetic fields
讨论了引力波到电磁辐射的转换。计算了在复合时期和随后的宇宙学阶段中，在宇宙学背景磁场存在下引力子转变为光子的几率。产生的电磁辐射集中在光谱的X射线部分。研究表明，如果宇宙在大爆炸核合成（BBN）之前是由原初黑洞（PBH）主导的，那么PBH发射的残余引力子将在宇宙磁场中转化为光子，从而转化为几乎各向同性的电磁辐射背景.这种河外辐射可能是宇宙X射线背景的显著甚至主要成分。
2012-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Coupling of Gravitation and Electromagnetism in the Weak Field Approximation
利用弱场近似，我们可以用一种类似电磁学的麦克斯韦型结构来表达广义相对论。我们发现，每一个电磁场耦合到一个重力电场和重力磁场。承认这两个场都起源于同一个源，即粒子，我们可以通过它们各自的引力类似物，用比例系数k来表示磁场和电场。该系数取决于质量和电荷的比率以及电磁和重力-重力磁介电常数和磁导率之间的比率。虽然这个系数很小，但物质介质中的电磁场可以用来产生重力场和重力磁场，反之亦然的事实并不为人所知。我们发现，大质量离子流、电子和核自旋排列可以增加耦合系数。材料科学、低温技术和材料介质中的高频电磁场的进步可能导致导出的关系的应用。
2000-03-03 gr-qc
A new first-order formulation of the Einstein equations exploiting analogies with electrodynamics
爱因斯坦方程组和麦克斯韦方程组都是双曲方程组，在整个演化过程中需要满足一组椭圆约束。然而，虽然电动力学（EM）和磁流体动力学（MHD）已经受益于大量的演化方案，能够强制执行这些约束，并很容易适用于曲线坐标，非结构化网格，或N体模拟，许多这些技术不能直接应用到现有的爱因斯坦方程的配方。我们开发了一个3+1的爱因斯坦方程，它显示了一个惊人的相似性相对论MHD方程和EM在物质介质中的公式。这个公式的基本变量是框架场，它们的外导数，以及Nester-Witten和Sparling形式。这些反映了电磁4势、电磁场强度、场激励和电流的作用。时间推移函数和位移矢量的作用与标量电势的作用完全对应。该公式，我们命名为dGREM（微分形式，广义相对论和电磁学），显然是一阶和通量守恒，这使得它适合于高分辨率的冲击捕获计划和有限元方法。作为一个系统的方程导出的外部导数，它是直接适用于任何坐标系和非结构化网格，并导致一个自然的离散化可能适合使用的机器精度的约束传播技术，如Yee算法和约束运输。由于这些特性，我们希望这种新的配方是有益的许多天体物理系统的模拟，如二进制紧凑对象和核心坍缩超新星以及宇宙学模拟的早期宇宙。
2021-11-09 astro-ph.HE gr-qc math-ph
Gauge Symmetry and Gravito-Electromagnetism
给出了任意背景时空中微扰爱因斯坦引力的张量描述。通过类比时空中电磁学的协变定律，定义了引力-电磁势和场，以模拟在属于微扰引力的规范对称性群的替换下的电磁规范变换。这些定义的优点是，在平坦的背景下，借助于协变常数类时矢量场，线性化的引力场方程的子集可以写成完全类似于麦克斯韦方程的形式（没有尴尬的因子4和多余的张量场）。它示出了如何在扰动引力系统中的剩余方程限制这些方程的解的时间依赖性，从而禁止传播矢量场的存在。在测试粒子上感生的重力电磁洛伦兹力被评估在这些领域与一个小陀螺仪上的扭矩一起。它的结论是微扰引力的类比麦克斯韦的电磁描述可以是有价值的（准）静态引力现象，但类比有其局限性。
2000-09-22 astro-ph gr-qc
Chern-Simons states of photons and gravitons
本文研究了电磁场围绕Chern-Simons态的另一种量子化方法，通过随机自对偶方程定义薛定谔方程的解，并将其扩展至非阿贝尔规范理论、无质量自旋2张量场及引力的量子化。
2025-03-06 gr-qc hep-th
Electromagnetic Fields of Charged and Magnetized Cylindrical Conductors in NUT Space
本文给出了线重力磁偶的外部背景时空中具有非零电荷和电流的无限长圆柱导体的麦克斯韦方程组的解析解。结果表明，在有方位向电流的圆柱形导体壳周围产生的垂直磁场将被NUT源的引力场所修正。得到了在带电重磁粒子周围将产生没有任何牛顿模拟的纯广义相对论性磁场。
2006-08-09 astro-ph gr-qc
Graviton-photon mixing. Exact solution in a constant magnetic field
在这项工作中，我研究的引力子光子混合在一个恒定的外部磁场的效果，并发现在文献中第一次精确解的运动方程。特别地，我将引力子-光子混合效应应用到引力波与外部磁场相互作用的情况，并计算了产生的电磁辐射的强度Stokes参数。所得结果是新的，推广了以前用近似方法得到的结果。
2020-07-14 gr-qc hep-ph hep-th
A complementary covariant approach to gravito-electromagnetism
从以前的论文中，我们提出了一个描述的广义相对论在引力电磁极限，我们提出了一个替代的修改引力理论。在前一个版本中，我们分析了矢量和张量运动方程，引力连续性方程，能量守恒，能量动量张量，场张量，以及与这些领域有关的约束。拉格朗日公式也表现为一个统一的和简单的配方，将有助于未来的调查。
2021-09-09 gr-qc
Papapetrou field as the gravitoelectromagnetic field tensor in stationary spacetimes
引入著名的Papapetrou场作为引力电磁场张量，我们用微分形式表示了{ \it真空}爱因斯坦场方程的三维准麦克斯韦形式的麦克斯韦型部分，类似于弯曲时空中的电磁对应物.使用相同的形式主义，我们引入的引力电磁4-向量场的非零超曲面的交界条件，并将其应用到范Stockum内部和外部解决方案的情况下。
2015-08-06 gr-qc
Weak electromagnetic field admitting integrability in Kerr-NUT-(A)dS spacetimes
我们研究高维一般旋转黑洞时空的性质，即所谓的Kerr-NUT-（A）dS时空，以及具有相同显式和隐式对称性的相关空间族。在这些空间中，我们研究了弱电磁场存在下的粒子运动，并将其与其算子类比进行了比较。首先，我们找到了经典观测量和它们的算子对应物的一般交换性条件，然后我们研究了这些条件在Kerr-NUT-（A）dS和相关空间中的满足。我们发现弱电磁场的最一般形式与粒子运动的完全可积性和场算子的可商性相容。对于这样的场，我们用分离变量法求解了带电的Hamilton-Jacobi和Klein-Gordon方程。
2015-06-17 gr-qc hep-th
Electromagnetic counterparts of high-frequency gravitational waves having additional polarization states: distinguishing and probing tensor-mode, vector-mode and scalar-mode gravitons
来自额外维度、极早期宇宙和某些高能天体物理过程的引力波最多可能有六种极化：正型和交叉型（张量模引力子）、x型和y型（矢量模引力子）以及b型和l型（标量模引力子）。一些这样的GW的峰值或部分峰值区域仅分布在GHz或更高的频带中，这将是电磁（EM）响应的最佳频带。在本文中，我们调查的电磁响应，这样的高频GWs（HFGWs）具有额外的极化。本文首次讨论了：（1）背景稳定电磁场中六种可能极化的HFGW扰动电磁场解析解的具体形式;（2）三维同步共振系统（3DSR系统）和银河-河外背景电磁场中附加极化HFGW扰动电磁信号。这些微扰电磁场实际上是HFGW的EM对应物，并且这样的结果提供了一种同时区分和显示所有可能的六种偏振的新方法。它还显示：（i）在EM响应中，纯交叉、x型和纯y型偏振可以独立地产生微扰光子通量（PPF，信号），而正、b型和l型偏振产生不同组合状态的PPF。(ii)所有这六种偏振都具有可分离性和可检测性。（iii）在对来自额外维度的HFGW的电磁响应中，由于HFGW具有很高的频率、大的能量密度和特殊的频谱特性，区分和显示不同的极化是完全可能的。（iv）3DSR的PPF探测波段（10^8 ~ 10^12 Hz或更高）与FAST的PPF观测范围（7*10^7 ~ 3*10^9 Hz）具有一定的重叠性，两者的符合实验具有很强的互补性。
2021-12-22 gr-qc
Gravito-electromagnetism, Kerr-Schild and Weyl double copies; a unified perspective
本文提出统一视角，证明引力电磁学与经典双重拷贝诱导的电磁势通常规范等价于时空中的 Killing 矢量，并据此联系 Kerr-Schild 与 Weyl 双重拷贝，揭示 Killing-Yano 张量时空中的对应关系。
2025-05-06 gr-qc hep-th
Non-minimally Coupled Gravitational and Electromagnetic Fields: pp-Wave Solutions
我们给出了一般非最小扩展爱因斯坦-麦克斯韦理论的拉格朗日公式，其作用量在曲率上是线性的，在电磁场上是二次的。我们用一阶变分原理和拉格朗日乘子法导出了耦合场方程。我们寻找解决方案，描述平面前的爱因斯坦-麦克斯韦波与平行射线。我们给出了一类与部分无质量自旋2光子和部分有质量自旋2引力子相关联的精确解。
2011-01-06 gr-qc hep-th
Graviton to photon conversion in curved space-time and external magnetic field
该研究在弯曲时空及外部磁场中推导引力波与电磁波耦合方程组，数值求解表明星系际磁场中的引力波-光子转换对遗迹引力波振幅和频谱影响甚微。
2023-12-26 astro-ph.CO gr-qc
Gravitomagnetic Effects in the Propagation of Electromagnetic Waves in Variable Gravitational Fields of Arbitrary-Moving and Spinning Bodies
本文讨论了光在自引力自旋物体以任意速度运动的引力场中的传播。假设引力场在任何地方都是“弱”的。光线的运动方程在第一后闵可夫斯基近似中求解，该近似相对于万有引力常量$G$是线性的。我们不受引力透镜近似的限制，因此光测地线的解适用于光源和观测者的任意位置。应用该方法研究了脉冲星及其伴星自转对双星夏皮罗时延的修正。我们还推导了太阳系中引力体（太阳、行星）或引力透镜的旋转引起的光偏转角的修正。分析了由于光线偏转体的平移和旋转运动引起的引力频移。本文给出了描述电磁波偏振面相对论旋转（Skrotskii效应）的公式的一般推导。该公式适用于引力物体的任意平动和转动，大大推广了前人的结果。最后，我们讨论了由定域源（如双星系统）发射的引力波的Skrotskii效应。本文的理论结果可用于研究微弧秒空间天体测量中的各种相对论效应，并为FAME、SIM和GAIA等空间天体测量任务的数据处理开发相应的算法。
2001-10-25 astro-ph gr-qc
Gravitational Hopfions
电磁hopfion（EM hopfion）是真空麦克斯韦方程组的一个拓扑非平凡解，它具有电、磁或坡印廷矢量场（EBS场）的任意两条场线闭合且恰好连接一次的性质。这种奇特的场配置的最显著和特征是存在一个例外的恒定时间超平面，其中EBS场与三个正交的Hopf纤维化相切。利用扭量方法，我们发现自旋$N$推广的EM hopfion。此外，我们分析了自旋-2的解决方案的框架内的引力电磁学，并表明，拓扑是明显的趋势和涡旋线。通过将自旋为2的场分解为空间的重电张量和重磁张量，我们用EM hopfion描述了场的拓扑结构和演化。
2014-02-16 gr-qc math-ph math.MP
EFT approach to general relativity: correction to EIH Lagrangian due to electromagnetic charge
我们扩展了Goldberger等人（Phys Rev D 73：104029，2006）中给出的广义相对论（NRGR）的非相对论表述，以纳入二元组成部分的电磁电荷的影响。通过给出场分解和功率计数规则，我们将光子场引入NRGR。在此基础上，我们发展了描述光子和引力子与点粒子世界线相互作用的费曼规则。然后，我们发现由于存在光子场和电磁电荷的二元组成部分的爱因斯坦-因菲尔德-霍夫曼拉格朗日（爱因斯坦等人，在Ann Math 39：65-100，1938）的修正。
2020-09-23 gr-qc hep-th
