The Refractive Index of Curved Spacetime II: QED, Penrose Limits and Black Holes
这项工作考虑的方式，量子环效应修改光在弯曲空间中的传播。本文首先回顾了标量QED折射率的计算，然后首次将其推广到圈中有旋量粒子的QED。它示出了如何，在这两种情况下，低频相速度可以大于C，最初发现由德拉蒙德和Hathrell，但因果关系是尊重在这个意义上说，推迟格林函数消失以外的光锥。一个“现象学”的折射率，然后提出了黑洞，FRW宇宙和引力波。在某些情况下，一些偏振态以具有负虚部的折射率传播，这表明弯曲空间中光学定理的潜在崩溃和可能的不稳定性。
2011-11-10 hep-th
A Distinguished Vacuum State for a Quantum Field in a Curved Spacetime: Formalism, Features, and Cosmology
我们定义了一个特殊的“基态“或“真空”的自由标量量子场在一个整体的双曲区域的任意弯曲的时空。我们的处方的动机是最近建设的量子场论的背景因果集只使用知识的延迟格林函数。我们将这种结构推广到连续时空，发现对于无相互作用的、有质量或无质量的标量场，它产生一个特殊的真空或基态。这个状态是定义为所有的紧凑区域和许多非紧凑的。在静态时空中，我们发现真空与通常的基态重合。我们确定它也充满辐射，空间均匀和各向同性的宇宙，并表明超视界的相关性是近似相同的热状态。最后，我们说明了固有的非局部性，我们的处方的时空夹在平坦的初始和最终区域之间的曲率区域的例子。
2012-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Faster than Light Photons in Gravitational Fields II - Dispersion and Vacuum Polarisation
在背景引力场中的QED中，真空极化引起的相互作用有效地违反了强等效原理，影响了光的传播。在低频极限下，德拉蒙德和哈特雷尔已经证明了这种机制导致了超光速的光子速度。然而，为了用因果关系来对抗这种现象，有必要将相速度$\vp(\w)$的计算扩展到高频，因为正是$\vp(\infty)$决定了有效波动方程的特性，从而决定了因果结构。在本文中，我们使用一个最近构造的表达式，有效的所有订单的导数展开，QED在弯曲时空的有效作用，以确定频率依赖的相速度和调查是否超光速确实持续在高频极限。
2002-03-11 gr-qc hep-th
Warped space-time for phonons moving in a perfect nonrelativistic fluid
我们构建了一个运动学模拟的超光速旅行的“扭曲”的引力弯曲的时空，在“super-phononic”旅行的形式在有效的时空完美的非相对论性流体。这些弯曲场时空最容易通过考虑在均匀流中放置一个固体物体作为障碍物来产生。不需要违反能量为正的任何条件，因为声子的有效弯曲时空由欧拉方程和连续性方程支配，而不是由爱因斯坦场方程支配。
2003-03-23 cond-mat gr-qc hep-th
Quantum Field Theory on Curved Noncommutative Spacetimes
我们总结了我们最近提出的非对易弯曲时空上的量子场论的方法。我们利用Julius Wess和他的群的Drinfel扭曲变形微分几何，定义了扭曲变形的面向时间、连通的全局双曲洛伦兹流形上实标量场的作用泛函。相应的变形波算子承认唯一的变形滞后和先进的格林算子，只要我们提出了一个支持条件的变形。变形波动方程的解空间被明确地构造，并且可以正则地配备有（弱）辛结构。变形波动方程的解空间的量子化是使用环C[[λ]]上的 *-代数进行的。作为一个新的结果，我们证明了变形与未变形辛R[[λ]]-模之间存在辛同构.这立即导致变形和未变形的量子场论的形式幂级数扩展之间的 *-代数同构。这些同构的后果进行了讨论。
2011-01-24 gr-qc hep-th math-ph
Retarded Green's Functions In Perturbed Spacetimes For Cosmology and Gravitational Physics
在一般弯曲时空中，电磁辐射和引力辐射并不只在零锥上传播。它们形成了“尾巴”，以等于或小于1的速度运动。如果这种离零锥效应相当大，就意味着宇宙距离上的物体，比如超新星，看起来比实际要暗。它们的光变曲线相对于平坦的时空可能是扭曲的。这些反过来又会影响我们如何推断宇宙或其所包含的物体的性质和演化。在引力背景下，尾部效应会产生一种自作用力，导致一个围绕大质量黑洞运行的致密物体偏离原本的测地线路径，这一点需要在对这种源产生的引力波进行建模时加以考虑。出于这些考虑，我们发展微扰理论求解无质量标量，光子和引力子推迟格林函数在扰动时空，假设这些格林函数是已知的背景时空。特别是，我们详细阐述了在微扰闵可夫斯基时空的理论在显着的细节，并应用我们的技术来计算延迟格林函数的弱场限制的克尔时空的一阶在黑洞的质量和角动量。我们的方法建立在和概括的工作出现在文献中关于这个主题的日期，奠定了基础，一个彻底的，基于第一原理，光如何传播的宇宙学距离的调查，在一个空间平坦的不均匀的弗里德曼-Lemaintre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙。这种微扰方案适用于引力子格林函数，当推到高阶时，可以提供近似的解析（或半解析）结果的自作用力问题的弱场限制的史瓦西和克尔黑洞几何。
2011-11-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cauchy Problem and Green's Functions for First Order Differential Operators and Algebraic Quantization
证明了整体双曲Lorentz流形上向量丛上一类一阶线性微分算子Cauchy问题超前和滞后基本解（Green函数）以及整体解的存在唯一性.这是弯曲时空上量子场论的CAR-/CCR-代数结构的核心组成部分，特别是对于更高自旋场方程。
2011-02-21 gr-qc hep-th math-ph
Radiation reaction and energy-momentum conservation
我们讨论了在平坦和弯曲的时空中辐射粒子的动量平衡的微妙点。一个瞬时的平衡是模糊的肖特项的存在，这是一个有限的一部分，束缚场动量。为了建立平衡，必须考虑加速的初始和最终条件，或者应用平均。在弯曲的时空中，束缚场的潮汐变形产生了一个额外的贡献。这个力是质量重整化的有限余项，它不同于辐射反冲力和Schott力。对于弯曲时空中点粒子的非引力性质的辐射，可以直接将延迟场代入运动方程来计算反作用力。类似的过程适用于真空时空中的引力辐射，但在非真空情况下则不成立。虽然在非相对论近似下引力准定域反作用力仍然存在，但在这种一般情况下，引力准定域反作用力的存在似乎是不可信的。我们还解释了非测地运动下引力辐射的反阻尼效应，并导出了非相对论引力四极Schott项。本文还讨论了四维以外的弯曲空间中的辐射反应
2010-12-13 gr-qc hep-th
Self-force and synchrotron radiation in odd space-time dimensions
平坦3+1时空中的经典电动力学有一个非常特殊的滞后传播子δ（x^2），它定域在光锥上，因此粒子不会与它过去的场发生相互作用。然而，这是一个例外，在平坦的奇维时空以及一般的弯曲空间中，情况并非如此。在这项工作中，我们表明，所谓的自作用力不仅是非零的，但它匹配（在2+1维）的辐射反作用力来自辐射强度。
2011-11-16 hep-ph hep-th nucl-th
The Scalar Curvature of a Causal Set
引入了因果集上标量场上的一类单参数滞后线性算子族。当因果集被四维闵可夫斯基时空很好地近似时，算子是洛伦兹不变的但非定域的，由非定域尺度参数化，当作用于在非定域尺度上缓慢变化的场时，近似连续标量D'Alembertian，$\Box$。同样的算子也可以应用于因果集上的标量场，这些标量场被弯曲时空很好地近似，在这种情况下，它们近似于$\Box - {1/2}R$，其中$R$是里奇标量曲率。这可以用来定义因果集的近似局部作用泛函。
2011-11-01 gr-qc hep-th
Self-force on extreme mass ratio inspirals via curved spacetime effective field theory
在本系列文章中，我们在弯曲时空中构造了一个有效场论（EFT）来研究引力辐射和反作用效应。本文首先推导了在超大质量黑洞背景时空中运动的致密物体的自作用力。EFT方法利用两个长度尺度之间的差异，在这个问题中是紧凑对象的大小和背景时空的曲率半径，来处理紧凑对象的轨道动力学，描述为一个有效的点粒子，从它的潮汐变形分开。紫外发散正则化使用Hadamard的{ \it partiefinie}的非局部有限的部分，从准本地发散的部分。后者是从一个动量空间表示的引力子推迟传播和评估使用维正则化，其中只有对数发散是相关的重整化参数的理论。作为这个框架的第一个重要应用，我们明确地推导出由Mino，Sasaki，Tanaka，Quinn和Wald给出的一阶自作用力。超越点粒子近似，占有限大小的对象，我们证明，极端的质量比inspirals的紧凑对象的运动是受潮汐引起的时刻在$O(ε^4)$，在一个擦除原理的形式。白矮星相对较大的半径质量比使得这些效应得以增强，直到白矮星被潮汐破坏，一个潜在的$O(ε^2)$过程，或陷入超大质量黑洞。这一工作为进一步研究高阶自力修正、引力辐射和自旋致密天体提供了新的基础。
2008-06-05 astro-ph gr-qc hep-th
Green's functions and Hadamard parametrices for vector and tensor fields in general linear covariant gauges
在一般线性协变规范中，我们确定了线性化的有质量和无质量规范玻色子以及具有宇宙学常数的线性化爱因斯坦引力在弯曲时空中的滞后和超前格林函数和Hadamard参数.这些矢量和张量参数包含额外的奇异项相比，他们的费曼/德唐德规范对应。我们还给出了显式的Hadamard系数的递归关系，并指出其推广到$n$维。此外，我们用标量格林函数和矢量格林函数的导数来表示矢量格林函数和张量格林函数的散度和迹，并说明这些关系在自由量子理论中如何表现为沃德恒等式.
2018-02-01 gr-qc hep-th math-ph
Global Hadamard form for the Green Function in Schwarzschild space-time
本文研究 Schwarzschild 时空标量场推迟 Green 函数的全局奇异性，提出按 null 波前穿越焦散次数叠加 Hadamard 形式的表示，并单独刻画焦散点结构。
2023-08-16 gr-qc hep-th
A Line Source In Minkowski For The de Sitter Spacetime Scalar Green's Function: Massless Minimally Coupled Case
出于理解弯曲时空中产生的物理信号的因果结构的愿望-特别是在黑洞周围-我们展示了如何，对于某些类别的几何形状，人们可以获得其延迟或先进的最小耦合无质量标量格林函数通过使用相应的格林函数在高维闵可夫斯基时空中，它是嵌入式的。类似的陈述也适用于某些具有正定度量的弯曲黎曼空间，这些空间可以嵌入高维欧几里得空间。一般公式适用于$(d \geq 2)$维德西特时空，和标量格林函数被证明是由一条线发出无限接近的原点周围的$(d+1)$维闵可夫斯基时空和正交通过德西特双曲面的所有有限大小。这种方法不需要直接求解de Sitter波动方程。只有零模式的解决方案，一个常微分方程，“波动方程”垂直于双曲面-其次是一个一维积分-需要评估。利用它导出了$(d \geq 2)$维球面上Laplacian的广义Green函数，讨论了一般构造的拓扑障碍.
2014-09-05 gr-qc hep-th
Relativistic spin hydrodynamics with torsion and linear response theory for spin relaxation
利用定域热力学第二定律和一阶Palatini形式，我们建立了含Dirac费米子的量子场论（如QED和QCD）在扭曲弯曲背景下的相对论自旋流体力学.我们的工作在一个政权的自旋密度，这是假设放松比其他非流体动力学模式慢得多，被视为一个独立的自由度在一个扩展的流体动力学描述。在我们的方法中，自旋流体动力学只包含三个对应于自旋矢量的非流体动力学模式，其弛豫时间由一个新的输运系数控制：旋转粘度。我们研究了线性响应理论，并观察到一个有趣的横向剪切和自旋密度模式之间的模式混合现象。我们提出了几种场论方法来计算自旋弛豫时间和转动粘度，通过基于延迟关联函数的格林-久保公式。
2022-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech hep-ph
From Green Function to Quantum Field
Perimeter Institute（Perimeter研究所）；Syracuse University（雪城大学）
本文通过格林函数推导出格林函数，展示如何用格林函数构建量子场理论，提出零熵或纯度条件。
2026-03-27 gr-qc hep-th math-ph
Electromagnetic Potential in Pre-Metric Electrodynamics: Causal Structure, Propagators and Quantization
一个公理化的方法电动力学表明，麦克斯韦电动力学只是一个例子，各种理论的名称电动力学是合理的。它们的共同之处在于，它们的基本输入是麦克斯韦方程$\textrm{d} F = 0$（或$F = \textrm{d} A$）和$\textrm{d} H = J$以及将场强二形式$F$和激发二形式$H$联系起来的本构律$H = # F$。局部和线性本构律定义了所谓的局部和线性预度量电动力学，其最著名的应用是介质内电动力学的有效描述，包括，例如，双折射我们先分析电磁势$A$的经典理论，然后再用弯曲时空中的数学量子场论中熟悉的方法，以局部协变的方式对其进行分析。我们的经典理论的分析包含推导延迟和先进的传播，因果结构的基础上的本构律（而不是度量）和讨论的经典相空间的分析。这种经典分析为量子场代数和量子态的构建奠定了基础。在这里，我们看到，除其他事项外，微局部谱条件可以在这个更一般的设置公式化。
2016-08-03 cond-mat.other gr-qc hep-th
Caustic echoes from a Schwarzschild black hole
我们首次在时域中数值构造了纯量史瓦西格林函数，揭示了波在黑洞时空中传播的几个普遍特征。我们证明了光子球附近的能量捕获，并确认其指数衰减。被捕获的波前通过焦散线传播，导致传播到无穷远的回波。这些焦散回波的到达时间和衰减率是一致的传播沿零测地线和大的L-限制的准正规模式。我们表明，四倍的奇异性结构的延迟格林函数是由于众所周知的行动的希尔伯特变换上的焦散线被困波前。退化源观测器配置沿焦散线，其中的能量放大与源的规模的逆幂增加，获得了一个两倍的周期。最后，我们讨论了尾片的解决方案，由于光锥内的传播，并包括零无穷大，并认为，即使与理想的仪器，只有有限数量的回波可以观察到。把这些部分放在一起，我们提供了一个启发式的表达，近似的绿色功能与一些自由参数。格林函数的精确计算和近似是求解弯曲时空中波传播的最一般方法，在各种研究中应该是有用的，例如计算粒子上的自作用力。
2012-09-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
