Geodesic Deviation in Kaluza-Klein Theories
本文详细研究了Kaluza-Klein型多维理论中的测地偏差方程。我们证明了它们的四维时空投影与在存在洛伦兹力的情况下由通常的测地线方程直接变分得到的方程是相同的，只要偏差矢量的第五分量满足这里导出的一个额外约束。
2000-10-26 gr-qc hep-th
Non Abelian gauge symmetries induced by the unobservability of extra-dimensions in a Kaluza-Klein approach
在这项工作中，我们处理的扩展卡鲁扎-克莱因方法的非阿贝尔规范理论，我们展示了我们如何需要考虑的n维模型和四维观测物理之间的联系，为了重现场方程和规范变换的四维图片。更确切地说，在场方程中，由于额外维度的不可观测性，任何对额外坐标的依赖都被积分抵消了。因此，凭借这种额外维度的不可观测性，我们能够将多维爱因斯坦方程重铸为四维爱因斯坦-杨-米尔斯方程，并且导出了场的所有正确规范变换。对描述物质场动力学的狄拉克方程进行了同样的分析，并且再次从多维自由场理论中推断出与杨-米尔斯场的规范耦合，以及适当的旋量变换。
2005-11-17 gr-qc hep-th
Redshift in a six-dimensional classical Kaluza-Klein type model
从更好地理解基本相互作用的观点来看，多维理论仍然具有吸引力。本文考虑了经典爱因斯坦引力公式下的六维Kaluza-Klein型模型。本文给出了在无质量声子场作用下，耦合到Klein-Gordon方程的六维爱因斯坦方程的静态球对称解。由于它是视界自由的，它与四维史瓦西解有着本质的不同。然后分析了测试粒子在这种球对称结构中的运动。电子场的存在与额外的大质量物质的存在具有类似的动力学效应。重点放在一些可观测的量，如红移。有人认为，星系核发射线的奇怪特征以及类星体星系关联实际上可能是世界多维性的表现。
2015-03-29 gr-qc
Experimental test for 5th dimension in Kaluza-Klein gravity
本文综述了主丛上的五维Kaluza-Klein引力的几种电/磁荷电解（双子解）。在这里，我们研究的可能性，这些解决方案可以作为时空泡沫模型中的量子虚拟虫洞。通过施加足够大的外部电场和/或磁场，有可能将这些解从量子态“膨胀”到经典态。这种效应可能导致多维重力中更高维度的可能实验信号。
1999-11-30 gr-qc hep-th
Limits on Kaluza-Klein Models from COBE Results
研究了多维宇宙学模型（Kaluza-Klein模型）中宇宙微波背景辐射的大角度尺度各向异性。由实验数据的模型参数的限制。它表明，在原则上有一个空间卡鲁扎-克莱因模型作为可能的候选人的描述早期宇宙。然而，得到的限制是非常严格的，没有一个具体的模型，在文章中分析，满足他们。
1995-07-05 gr-qc
Multipole moments in Kaluza-Klein theories
本文讨论了多维空间中广义非点试验体的运动问题。扩展体是用所谓的多极矩来描述的。利用扩展体运动方程的近似形式，导出了扩展体偏离测地线运动的公式。结果适用于特殊形式的时空。
1997-12-14 gr-qc
Remarks on gravitational interaction in Kaluza-Klein models
在这些评论中，我们澄清了卡鲁扎-克莱因模型的弱场极限的引力相互作用的问题方面。我们解释了为什么有些模型满足经典引力检验，而另一些则不满足。我们表明，内部空间的总体积的变化产生的第五个力。这是问题的主要原因。所有考虑的模型都会发生这种情况（相对于纯量曲率呈线性，非线性$f(R)$，具有环形和球形紧化）。我们明确地挑出第五种力对非相对论引力势的贡献。在模型的情况下，与环面紧化，我们演示了如何张力（有和没有非线性效应）的引力源可以固定的内部空间的总体积，导致消失的第五力，因此与观察一致。它发生在潜孤子，黑弦和黑膜。我们还展示了一个特殊的例子，内部空间体积的非零变化并不矛盾的引力实验。在球面紧化的情况下，对于具有稳定内部空间的模型，第五种力被Yukawa相互作用所取代。对于大汤川质量，这种相互作用的影响是可以忽略不计的小，并考虑模型满足引力测试在同一水平的精度为广义相对论。
2012-06-24 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Experimental test for extra dimensions in Kaluza-Klein gravity
5维Kaluza-Klein引力有几个非渐近平坦的解，这些解通常同时具有电荷和磁荷。在本文中，我们建议，这些解决方案可以作为量子虚拟处理（虫洞）在时空泡沫模型。通过施加足够大的外部电场和/或磁场，有可能将这些解从量子态“膨胀”到经典态。这种效应将导致在多维重力中更高维度的可能实验信号。
2000-02-07 gr-qc
Invariant Connections with Torsion on Group Manifolds and Their Application in Kaluza-Klein Theories
研究了单群流形$S$上带挠的不变联络，给出了描述它们的一个显式公式。这一结果被用于在$M^{4} \times S$上具有曲率平方项的多维引力理论的降维。我们计算了由度规和挠率的额外分量产生的标量场的势，并分析了挠率对自发紧化稳定性的作用。
1993-05-02 gr-qc
Revisiting regularization with Kaluza-Klein states and Casimir vacuum energy from extra dimensional spaces
本文研究了无限Kaluza-Klein（KK）态单圈量子修正的正则化问题，并从额外维的角度计算了Casimir真空能。额外维模型总是涉及无限无质量或有质量的Kaluza-Klein态，因此，无限KK修正的正则化是很有问题的。为了避免这种不确定性，我们采用适当的时间积分和Riemann zeta函数正则化来计算无限KK态的求和。在计算中，我们利用KK正则化方法，交换无穷求和和无穷回路积分。同时，我们还利用维数正则化方法，在不交换求和和循环积分的情况下计算了修正量。然后，我们清楚地表明，从KK态的正则化Casimir修正有$\propto 1/R^2$的形式为希格斯质量和$\propto 1/R^4$的宇宙学常数，其中$R$是紧凑化半径。我们还计算了超对称额外维模型中的Casimir能量。由于采用超对称破缺边界条件，体费米子和体玻色子的贡献没有被抵消。来自额外维度的非零超对称卡西米尔修正无疑对希格斯质量和宇宙学常数有贡献。我们的结论是，这种修正的系数增强的情况下，没有体超对称性。
2019-11-11 gr-qc hep-ph hep-th
Astrophysical evidence for an extra dimension: phenomenology of a Kaluza Klein theory
在这篇简短的评论中，我们讨论了一个紧致维的多维几何理论的可行性。我们讨论了卡鲁扎克莱因五维理论的情况下，解决这个问题的概述与此五维理论的天体物理现象。通过将我们模型的预测与普通（四维）相对论天体物理学的特征进行比较，我们突出了一些小但有限的差异，可以从观测中检测到。本文考虑一类具有三维球对称的自由电磁场Kaluza Klein方程的静态真空解。我们探讨了在这些时空中粒子动力学的稳定性，自引力恒星模型的建设和由带电粒子落在这个恒星对象产生的发射光谱。在这些几何形状的物质动力学已被处理的多极方法，适用于几何理论与紧维。
2013-05-28 astro-ph.HE gr-qc
Warp factor and the gravitational wave spectrum
紧凑的额外维度的一个独特标志是一个由引力波组成的卡鲁扎-克莱因塔。受这种前景的启发，我们计算了相应的频谱上的扭曲的环形背景。我们特别评估了翘曲因子对光谱的影响。为此，我们使用D-膜和orientifolds产生的标准弦紧化的完整翘曲因子H，从而连接到最近的工作stringy德西特结构。有问题的区域接近于H < 0的定向褶皱，导致光谱中的非物理快子模式。我们开发的工具，克服了这一困难，导致快子免费频谱。我们表明，特别是，翘曲因子可以降低至少69%的第一卡鲁扎-克莱因质量。
2021-07-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Geometrization of the Gauge Connection within a Kaluza-Klein Theory
在Kaluza-Klein理论的框架内，我们给出了一般（阿贝尔和非阿贝尔）规范耦合的几何化，它是通过选择一个依赖于外坐标的合适的物质场而产生的.我们首先把诺瑟定理推广到多维时空，即四维闵可夫斯基空间和紧致齐次流形（其等距性反映了规范对称性）的直和;我们说明，在这样的“真空”位形上，场动量的额外维分量如何对应于规范荷。然后，我们分析的结构的狄拉克代数所提到的时空与卡鲁扎-克莱因限制，并通过分裂相应的自由场拉格朗日，我们显示如何规范耦合项的结果。
2004-12-07 gr-qc
On compatibility of the Kaluza-Klein approach with the COBE experiment
研究了多维宇宙学模型（Kaluza-Klein模型）中原初引力波对宇宙微波背景辐射大角度尺度各向异性的贡献。我们利用COBE实验结果和其他天体物理数据导出了模型自由参数的极限。它表明，在原则上有一个空间卡鲁扎-克莱因模型作为可能的候选人的描述早期宇宙。然而，所获得的限制非常严格。假设各向异性主要是由于引力波，没有一个具体的模型，分析的文章，满足他们。另一方面，如果引力波的贡献非常小，那么不排除弦激发模型。
1996-04-15 gr-qc
Application of Kaluza-Klein Theory in Modeling Compact Stars: Exploring Extra Dimensions
本文引入包含额外紧致空间维度的Kaluza-Klein时空理论框架，利用多维费米气体与线性排斥势模拟致密星，计算出的最大质量符合观测数据，并给出了额外维极限尺寸 $r_c \gtrsim 0.2$~fm。
2024-09-10 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Latent solitons, black strings, black branes, and equations of state in Kaluza-Klein models
在具有任意数量环形内部空间的Kaluza-Klein模型中，我们研究了描述致密大质量天体引力场的孤子解.我们挑选出物理上有趣的解决方案，对应于一个点状的质量。对于一般的解决方案，我们得到的状态方程的外部和内部空间。这些方程表明，点状质量孤子在所有空间都具有尘埃状的状态方程。我们还得到了PPN参数，从而给出了获得近日点位移、光偏转和雷达回波时间延迟公式的可能性。另外，引力实验对模型参数$τ= -(2.1\pm 2.3)\times 10^{-5}$有很强的限制。点状质量解与这个限制相矛盾。条件$τ=0$满足实验的限制，并定义了一类新的解决方案，这是无法区分的广义相对论。我们称这种解为隐孤子。黑弦和黑膜属于这一类。此外，内部空间的稳定性条件从潜在的孤子中挑出黑弦/膜，并导致唯一的黑弦/膜状态方程$p_i=-ε/2$，在内部空间和外部维数$d_0=3$的数量。外空间中具有尘埃状态方程的多维静态球对称理想流体的研究证实了上述结果。
2011-07-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Cosmology in nonlinear multidimensional gravity and the Casimir effect
本文研究了具有曲率非线性拉格朗日量和球形额外空间的Kaluza-Klein型多维引力中考虑Casimir能量的可能宇宙学模型。首先，我们找到额外维度的有效势能的最小值，从而在我们的四维时空中得到一个物理上合理的有效宇宙学常数值。在这个模型中，巨大的Casimir能量密度是由原来的行动中的曲率非线性项的微调贡献补偿。第二，我们提出了一个可行的模型，在我们的时空中缓慢演变的额外维度和幂律膨胀。在这两个模型中，在爱因斯坦和约旦框架制定的结果进行了比较。
2016-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Conventional cosmology from multidimensional models
本文研究了在理想流体的多维Kaluza-Klein模型下，为我们的可观测宇宙构造传统Friedmann宇宙学的可能性。我们指出，有效的弗里德曼模型所获得的动力学紧化的多维面临着太强的变化的基本“常数”。另一方面，具有稳定的内部空间紧化的模型不存在这个问题，并且也导致了我们宇宙的传统4D宇宙学行为。我们证明了一个不去定理表明，稳定的内部空间的紧化是可能的，只有当状态方程在外部和内部空间是适当的调整到对方。通过适当的参数选择（微调），该模型中的有效宇宙学常数提供了宇宙的晚期加速。微调问题的情况下解决的内部空间的形式orbifolds膜在不动点。然而，在这种情况下，有效势太平坦（质量引力激子是非常小的），以提供必要的恒定性的有效基本“常数”。
2006-10-05 astro-ph gr-qc hep-th
Weak-field limit of Kaluza-Klein models with spherical compactification: experimental constraints
研究了具有球面（半径为$a$）紧化的六维Kaluza-Klein模型的经典引力检验.该模型还包含一个裸多维宇宙学常数$Λ_6$。对应于这种近似的物质可以用理想流体来模拟，在外部空间用真空状态方程，在内部空间用任意的状态方程，参数为$ω_1$。例如，$ω_1=1$和$ω_1=2$分别对应于双态和卡西米尔效应。在特殊情况$Λ_6=0$下，参数$ω_1$也不存在：$ω_1=0$。在弱场近似下，我们用一个点状质量扰动背景辐射。我们证明了在$ω_1>0$情形下，扰动度规系数对通常的牛顿引力势具有Yukawa型修正。平方反比定律实验限制了模型的参数：$a/\sqrt{ω_1}\lesssim 6\times10^{-3}\ {cm}$。因此，在太阳系中，参数化的后牛顿参数$γ$以非常高的精度等于1。因此，我们的模型在与广义相对论相同的精度水平上满足引力实验（光的偏转和雷达回波的时间延迟）。我们还证明，我们的背景物质提供了稳定的紧化的内部空间的情况下$ω_1>0$。然而，如果$ω_1=0$，则参数化后牛顿参数$γ=1/3$，这与观察结果强烈矛盾。
2012-02-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Primordial monopolium as dark matter
单极子的存在是卡鲁扎-克莱因多维理论的一个特征。这些解的拓扑结构非常有趣。偶极解的存在性是本研究的主旨，偶极解的存在性与单反偶极束缚态有关。在最低能量状态下的偶极子，我们在这里也称之为单极子，在自由空间中是电磁惰性的，只与引力相互作用。当与时间相关的磁场相互作用时，单极获得时间相关的感应磁矩并辐射。我们分析了辐射单极最有利的天体物理方案，发现辐射量是如此之小，以至于不能用常规设备探测到。这些发现表明，卡鲁扎-克莱因单极子，如果存在的话，将是原始暗物质成分的候选者。
2021-03-08 gr-qc hep-ph
On cosmology in nonlinear multidimensional gravity with multiple factor spaces
在具有非线性曲率项的多维Kaluza-Klein引力和两个额外维度为$m$和$n$的球额外空间的范围内，研究了额外维度的标度因子的有效作用量的性质.降维导致一个有效的4D多标量张量理论。基于一个物理上合理的长度尺度上的卡西米尔能量贡献的定性估计，我们证明了存在这样的一套初始参数的理论的情况下，$m=n$，提供了一个最小的有效潜力，产生一个微调值的有效四维宇宙学常数。额外维度的相应大小取决于哪一个共形坐标系被解释为观测坐标系：如果我们坚持爱因斯坦坐标系，它大约比标准普朗克长度大三个数量级，但在约当坐标系中，它依赖于$n$，它的不可见性要求将总维度限制为$D = 4+2n \leq 20$。
2018-03-13 gr-qc
Weak-field limit of Kaluza-Klein models with spherically symmetric static scalar field: observational constraints
在具有Ricci平坦内空间的多维Kaluza-Klein模型中，研究了弱场极限下的引力场.该场由两个耦合源产生。首先，这是一个点状的大质量物体，在外部空间具有尘埃状状态方程，在内部空间具有状态方程的任意参数$Ω$。第二个源是一个静态的球对称的大质量标量场，其中心位于点状大质量物体所在的原点。所发现的扰动度量系数用于计算参数化后牛顿（PPN）参数$γ$。我们根据太阳系中的相对论引力检验定义了在什么条件下$γ$可以非常接近于1。这对有质量或无质量的标量场都可能发生。例如，在太阳系中要有$γ\approx 1$，标量场的质量应该是$μ\gtrsim 5.05\times 10^{-49}$ g $\sim 2.83\times 10^{-16}$ eV。在所有情况下，我们都得到了相同的结论，即为了与相对论引力检验相一致，引力质量应该具有张力：$Ω=-1/2$。
2017-11-02 gr-qc
Split structures in general relativity and the Kaluza-Klein theories
我们构造了一个一般的方法来分解的切丛的伪黎曼流形的子丛的直和，以及相关的几何对象的分解。一个不变结构{ \cal H}^r被定义为一组r个投影算子，用于将几何对象分解为相应子丛的几何对象。我们定义的主要几何对象特征分解。得到了Gauss-Codazzi-Ricci关系的不变非完整推广。所有已知的分解类型（用于参照系理论、引力的哈密顿公式、柯西问题、静止空间理论等）都是在确定子丛的基和维数以及分解基的参数化时，从本工作中得到的特例。在这里，各种分解方法被应用于统一多维卡鲁扎-克莱因理论和理想流体的相对论性构型。讨论了运动方程的一种不变形式，得到了不变平衡条件及其3+1分解形式。得到了旋度的不变量形式的守恒定律。
1998-11-02 gr-qc math.DG
Scalar fields in multidimensional gravity. No-hair and other no-go theorems
在$D$维空间中研究了具有任意势的sigma模型标量场静态球对称位形的整体性质，包括包含多个内部因子空间的时空.后者被假定为爱因斯坦空间，不一定是里奇平坦的，并且势$V$包括来自它们的曲率的贡献。下面的结果推广了四维中已知的结果：（A）无毛定理：在$V\geq 0$情形下，渐近平坦黑洞在事件视界外不可能有变标量场或变模场;（B）在具有$V\geq 0$的模型中不存在类粒子解;（C）在非常一般的条件下不存在虫洞;（D）对可能的全局因果结构的限制（由卡特-彭罗斯图表示）。所有考虑的模型中的结构列表与广义相对论中已知的具有宇宙学常数的真空的结构列表相同：闵可夫斯基（或AdS），史瓦西，德西特和史瓦西-德西特，并且束缚静态区域的视界总是简单的。结果适用于各种各样的Kaluza-Klein，超引力和弦模型与多个介子和模量场。
2002-12-15 gr-qc hep-th
Reconstruction of Cosmological Evolution in the Presence of Extra Dimensions
从卡鲁扎-克莱因降维过程中产生的物理学模型提供了非常好的暗物质候选者，以轻卡鲁扎-克莱因粒子的形式，因此与宇宙学相关。在这项工作中，我们恢复一个晚时间的宇宙学图片，类似的$Λ$ CDM，在一个多维的情况下，在通用额外的维度的一般框架。这是通过利用一个特殊的，卡斯纳型的解决方案，是分析已知的，并作为一个吸引子对过多的初始条件的通常和额外的空间哈勃参数。基本相互作用的现象学决定了在这些场景中，从非常早期的时期起额外维度进化的稳定性。在没有明确机制的情况下，这是通过通常和额外空间流体的特定行为来实现的，这些行为必须由更基本的理论来激发。
2018-07-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Asymptotic latent solitons, black strings and black branes in f(R)-gravity
本文研究了具有额外维环面紧化的Kaluza-Klein模型的非线性f（R）理论。一个点状的物质源在我们的三维空间中具有类似尘埃的状态方程，而在额外的维度中具有非零的状态方程。我们得到的线性化爱因斯坦方程的解决方案，考虑到该物质源的非线性模型的影响。在两个渐近区域中，解满足与广义相对论相同精度水平的引力检验。根据这些渐近区域，有两类解。我们称这些解为渐近隐孤子。第一类渐近隐孤子推广了线性理论的已知结果。渐近黑弦和黑膜是这些渐近解的特例。第二类渐近孤立子仅存在于多维非线性模型中。这两类解决方案的主要特征是物质源在额外维度中具有张力。
2011-12-07 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Exact and asymptotic black branes with spherical compactification
在具有多维宇宙学常数$Λ_6$的六维Kaluza-Klein模型中，我们得到了内部空间球紧化的黑膜.该精确解的物质来源由两部分组成。首先，它是一种微调均匀的完美流体，提供了内部空间的球形紧化。第二，它是一个有引力的大质量物体，外部空间是尘埃状态方程，内部空间是张力$\hat p_1=-(1/2)\hat\varepsilon$。该溶液在存在和不存在$Λ_6$的情况下均存在。在弱场近似下，我们还得到了球紧化模型的线性化爱因斯坦方程的解。这里，引力物质源在外部空间具有尘埃状状态方程，在内部空间具有任意状态方程$\hat p_1=Ω\hat\varepsilon$。在$Λ_6>0$和$Ω\neq -1/2$的情况下，这些近似解渐近地趋向于精确黑膜解的弱场极限。精确黑膜和渐近黑膜都能满足引力实验的要求，其精度与广义相对论相同。
2012-02-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Plasmon-graviton conversion in a magnetic field in TeV-scale gravity
在TeV引力的ADD模型下，计算了磁场中等离子体-引力子转换引起的Kaluza-Klein（KK）引力子发射率.等离子体在动力学方法中被描述为带电粒子和麦克斯韦场都被限制在膜上的系统。在线性化理论中引入了与生活在大体积中的多维引力和$n$紧致额外维的相互作用。等离子体集体效应通过能量动量张量涨落的两点关联函数进入。给出了磁星的D维普朗克质量下限的估计。
2011-12-13 gr-qc
