A Fully Analytic Expression for the 2PN N-Body Hamiltonian
Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
本文解析计算了2PN阶N体哈密顿量中遗留的积分项，首次给出其完全显式闭式表达式，并通过数值比较验证了正确性。
2026-09-15 gr-qc
The N-Body 2PN Hamiltonian and Numerical Integration of the Equations of Motion
Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
本文提出了一种通用N体2PN哈密顿量的解析表达式，并展示了其在数值积分中的应用及效率提升策略。
2026-02-06 gr-qc
Reducing the two-body problem in scalar-tensor theories to the motion of a test particle : a scalar-tensor effective-one-body approach
本文从描述无质量标量张量（ST）理论中两体动力学保守部分的第二后开普勒（2 PK）哈密顿量出发，建立了一个有效单体（EOB）哈密顿量，它是一个已知的试验粒子ST哈密顿量的$ν$ -变形（其中$ν= 0$是试验质量极限）.这ST-EOB哈密顿量导致一个简单的（但规范等效）制定的保守2 PK两体问题，但也定义了一个重申的动力学是非常适合ST制度，强烈偏离广义相对论（GR），并可能提供信息的强场动力学，特别是ST最内层稳定圆轨道（ISCO）的位置和相关的轨道频率。将结果与[Phys. Rev. D95，124054（2017）]中先前获得的（5 PN）GR-EOB哈密顿量的ST变形推导出的结果进行比较和对比。
2017-09-27 gr-qc
Hamiltonian of two spinning compact bodies with next-to-leading order gravitational spin-orbit coupling
本文给出了两个次主导级自旋致密体（$G/c^4$和$G^2/c^4$）在自旋轨道相互作用下的引力动力学哈密顿公式。我们使用一种新的方法（有效的线性顺序的自旋），它从第二后牛顿度规（ADM坐标）产生的两个无自旋机构，并计算次到领先的顺序进动，在这个度量，适当重新定义的"恒幅“的三维自旋矢量${\bf S}_1$，${\bf S}_2$。我们证明了庞加莱不变性的哈密顿显式构造10个相空间生成器实现庞加莱代数。我们的方法的一个显着特点是，它允许一个得到的{ \it轨道}运动方程的自旋双星的次主导阶的自旋轨道耦合，而不必解决爱因斯坦的场方程与自旋相关的应力张量。我们表明，我们的哈密顿（轨道和自旋）动力学是等效的动态最近获得的法耶，Blanchet和Buonanno，通过解决爱因斯坦的方程在调和坐标。
2008-04-16 gr-qc
Post-Minkowskian closed-form Hamiltonian for gravitating N-body systems
在后闵可夫斯基近似下，得到了引力场相互作用的相对论性物体系统的哈密顿量，其中包含了所有与引力常量成线性关系的项。它以一种令人惊讶的简单封闭形式给出，作为仅描述物体的正则变量的函数。通过求解非齐次波动方程，应用横向无迹投影，并使用劳斯功能的字段被消除。通过包含所有的特殊相对论效应，我们的哈密顿量扩展了经典理论物理教科书中描述的结果。作为应用，考虑了相对论性物体的散射。
2010-03-02 gr-qc
Nonlocal-in-time effective one body Hamiltonian in scalar-tensor gravity at third post-Newtonian order
本文通过将时间非局域动力学约化并映射为 EOB 哈密顿量，完成了无质量标量-张量理论在 3PN 阶保守动力学的时间非局域 EOB 描述，并给出对势 $(A,B,Q_e)$ 的修正。
2023-01-03 gr-qc
Hereditary Terms at Next-To-Leading Order in Two-Body Gravitational Dynamics
在广义相对论的二体问题中，长程引力场的遗传项依赖于源在延迟时间的历史而不是瞬时状态。我们计算的下一个到领先的影响，这样的遗传条款，包括尾巴和记忆，对两体动力学，在有效场论的方法，包括耗散和保守的影响。前者确认已知的结果在2.5后牛顿秩序相对于领导秩序的光度函数;保守的一部分是一个新的结果，是一个不可避免的成分，推导保守的两体动力学在第五后牛顿秩序。
2021-06-09 gr-qc
Comparing Effective One Body Hamiltonians for spin-aligned coalescing binaries
TEOBResumS和SEOBNRv4是两个基于有效单体方法的自旋对齐并合黑洞双星的半解析引力波形模型，它们基于数值相对论模拟，提供了从早期螺旋到坍缩的相对动力学和波形，每个模型的中心构建块是EOB图化的哈密顿量。两个模型实现了不同的哈密顿量，本文讨论了一个测试自旋黑洞围绕Kerr黑洞运动的哈密顿量的变形。在这里，我们分析地比较了这两种哈密顿量，一个元素一个元素地。特别是：我们举例说明，可以引入离心半径SEOBNRv4，从而以类似于TEOBResumS的更紧凑的形式重写哈密顿量。然而，后一离心半径不能与TEOBResumS中使用的离心半径相同，因为这两个模型在将自旋效应并入背景Kerr哈密顿量的各自变形中的方式上不同。我们进行了广泛的能量之间的比较对应的两个哈密顿规范不变量。最后，作为一个探索性的研究，我们应用后绝热近似的新重写的SEOBNRv4哈密顿量，说明它是可能的，以可忽略不计的计算成本产生长螺旋波形。
2019-11-27 gr-qc
A new effective-one-body Hamiltonian with next-to-leading order spin-spin coupling
针对自旋为任意取向的黑洞双星系统，提出了一种新的具有次领先级自旋-自旋耦合的有效单体哈密顿量。哈密顿量是基于[Physical Review D 90，044018（2014）]中开发的平行自旋和赤道轨道的模型，但在几个方面与之不同。特别地，NLO自旋-自旋耦合不是通过离心半径$r_c$的重新定义来合并的，而是通过单独修改哈密顿量的某些扇区来合并的，这些扇区根据它们对动量矢量的依赖来识别。规范固定程序，我们遵循允许我们减少25个不同的条款的非线性光学自旋-自旋哈密顿量在Arnowitt-Deser-Misner坐标只有9 EOB条款。这是对最近在[Physical Review D 91，064011（2015）]中提出的EOB模型的改进，其中涉及12个EOB项。另一个重要的优点是有效哈密顿量中自旋-自旋项的动量结构非常简单，它只是平方根的平方。此外，还可以建立一个达穆尔-雅拉诺夫斯基-谢弗型规范，这样就可以在圆形和赤道轨道的情况下，将整个自旋-自旋相互作用集中在一个径向势中。
2015-09-27 gr-qc
Next-to-next-to-leading order post-Newtonian spin(1)-spin(2) Hamiltonian for self-gravitating binaries
本文给出了两个自引力自旋致密天体的次次领头阶后牛顿（PN）自旋（1）-自旋（2）哈密顿量。如果两个物体都在快速旋转，那么相应的相互作用在强度上与4PN效应相当。哈密顿量通过整体庞加莱代数与质心向量唯一确定的一个anantonto检查。
2011-10-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The next-to-leading order gravitational spin(1)-spin(2) dynamics in Hamiltonian form
基于作者的最新工作，首次导出了次领先阶自旋（1）-自旋（2）哈密顿量。该结果是在Arnowitt、Deser和Misner（ADM）的规范形式中利用其广义各向同性坐标获得的。与其他方法进行了比较。
2008-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Next-to-next-to-leading order post-Newtonian spin-orbit Hamiltonian for self-gravitating binaries
给出了两个自引力自旋致密体的次次领头阶后牛顿（PN）自旋轨道哈密顿量。如果至少有一个物体在快速旋转，那么相应的相互作用强度相当于3.5PN效应。本文的结果实际上是对3.5PN以下自旋双黑洞的后牛顿哈密顿量的完整认识。通过已知的测试自旋情况下的结果，并通过整体庞加莱代数与唯一确定的质心向量的一个antonym的哈密尔顿检查。
2012-08-15 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The fifth-order post-Newtonian Hamiltonian dynamics of two-body systems from an effective field theory approach
在广义相对论的有效场论方法，我们计算五阶后牛顿（5 PN）哈密顿动力学的尾部条款，扩展早期的工作的潜在贡献，工作在调和坐标。在这里，我们独立地计算所有（本地）5 PN贡献的尾部条款使用的形式主义，我们给出了详细的说明。在有效单体（EOB）方法中，哈密顿量的五个展开项$q_{82}, q_{63}, q_{44}, \bar{d_5}$和$a_6$都可以由近星点推进$K^{\rm loc,h}(\hat{E},j)$的局部贡献来确定，而不需要进一步假设散射角$χ_k$展开系数的对称质量比$ν$的结构. $O(ν^2)$对5个PN EOB参数的贡献部分之前未知。我们执行我们的分析结果与文献的比较，也提出了一些可观的数值结果。
2022-07-21 gr-qc
Next-to-leading order spin-orbit and spin(a)-spin(b) Hamiltonians for n gravitating spinning compact objects
我们导出了任意多个紧致物体的后牛顿次领先阶守恒自旋轨道和自旋（a）-自旋（b）引力相互作用哈密顿量。自旋轨道哈密顿量完成了广义相对论三体问题的哈密顿量的知识，直到并包括2.5PN。新的哈密顿量包含了高度非平凡的三体相互作用，与只包含两体相互作用的主导序相反。这对于研究黑洞与二元黑洞合并中的Kozai共振等效应可能很重要。
2011-02-10 astro-ph.HE gr-qc
Equivalence of ADM Hamiltonian and Effective Field Theory approaches at next-to-next-to-leading order spin1-spin2 coupling of binary inspirals
次次领头阶spin 1-spin 2势的螺旋二进制，这是必不可少的准确性，第四后牛顿阶，如果在二进制中的两个组件都迅速旋转，最近已独立地通过ADM哈密顿量和有效场论的方法，使用不同的规范和变量。在这里，我们表明这两个结果的完全物理等价性，从而我们首先证明的等效性的ADM哈密顿量和有效场论方法在次次领头阶与包含自旋。在自旋扇区的主要困难，这也规定了两个结果的比较处理的方式在这里，是多余的非物理自旋自由度的存在，与自旋规范选择的一个点内的扩展旋转对象的代表世界线。在规范固定和消除自旋及其共轭在作用量水平上的非物理自由度之后，我们得到了封闭形式的牛顿-维格纳变量的弯曲时空推广，它也可以用来获得进一步的哈密顿量，基于有效场论公式和计算。最后，我们利用我们的验证结果提供规范不变的关系之间的结合能，角动量，和轨道频率的吸气二进制与通用紧密旋转组件到第四后牛顿秩序，包括所有已知的部门到目前为止。
2014-12-01 gr-qc hep-th
Reduced Hamiltonian for next-to-leading order Spin-Squared Dynamics of General Compact Binaries
在后牛顿框架内，完全约化的哈密顿量（即，消除了自旋补充条件）的次首阶自旋平方动力学。在爱因斯坦场方程的二阶后牛顿微扰理论中，考虑自旋诱导四极形变效应，该哈密顿量适用于所有具有自引力分量的双星系统（如黑洞和/或中子星）的自旋动力学。相应的运动方程的自旋，位置和动量变量的正则泊松括号。与非约化势计算内的有效场论的方法进行了比较。
2010-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Spin-squared Hamiltonian of next-to-leading order gravitational interaction
静态，即，从Hamilton约束的三维协变矩阵出发，计算了后牛顿近似下的次领先阶（NLO）引力自旋（1）-自旋（1）相互作用哈密顿量的一部分，该哈密顿量与线性动量无关.对于黑洞，这个方程中的所有系数都是唯一固定的。由此产生的哈密顿量符合阿诺维茨、德塞尔和米斯纳（ADM）的正则形式，并以他们的横截无迹（ADMTT）规范给出。这完成了最近的结果的动量依赖部分的NLO自旋（1）-自旋（1）ADM哈密顿量的二元黑洞（BBH）。因此，所有的PN NLO效应，直到二次阶的自旋BBH现在给出的哈密顿形式的ADMTT规范。从这个哈密顿量产生的运动方程是一个重要的一步，更精确的计算模板的引力波。
2008-11-12 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Closed-Form Hamiltonian for Many-Body Gravitating Systems in the Post-Minkowskian Approximation
在后闵可夫斯基近似下，得到了引力场相互作用的相对论性物体系统的哈密顿量，其中包含了所有与引力常量成线性关系的项。它以一种令人惊讶的简单封闭形式给出，作为仅描述物体的正则变量的函数。通过求解非齐次波动方程，应用横向无迹投影，并使用劳斯功能的字段被消除。通过包含所有的特殊相对论效应，我们的哈密顿量扩展了经典理论物理教科书中描述的结果。作为应用，考虑了相对论性物体的散射。
2008-07-01 gr-qc hep-th
Extending the effective-one-body Hamiltonian of black-hole binaries to include next-to-next-to-leading spin-orbit couplings
在有效单体（EOB）方法中，两个质量为m1和m2，自旋为S1和S2的致密物体的动力学被映射为一个质量为mu = m1 m2/（m1+m2），自旋为S* 的测试粒子在变形Kerr度规中运动的动力学，其中质量为M = m1+m2，自旋为Skerr。在以前的论文中，我们计算了自旋黑洞双星的EOB哈密顿量，（i）当扩展到后牛顿阶时，再现了任何质量比的领先阶自旋-自旋耦合和领先阶和次领先阶自旋-轨道耦合，（iii）再现了测试粒子极限下的所有自旋-轨道耦合。在这里，我们扩展这个EOB哈密顿量，包括下一个到下一个到领先的自旋轨道耦合的任何质量比。我们讨论了两类EOB哈密顿不同的自旋变量之间映射的有效和真实的描述。我们还调查的动态时，运动是赤道的主要特点，如存在的最内部的稳定的圆形轨道和峰值的轨道频率在暴跌后的inspiral。
2011-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Relativistic Two-Body Coulomb-Breit Hamiltonian in an External Weak Gravitational Field
本文构造了一对费米子在爱因斯坦广义相对论描述的任意背景引力场中的库仑-布赖特哈密顿量。在没有背景源的时空区域中，以自由落体观测者的Fermi法向坐标为基础，忽略系统的引力反作用，从对应于带电费米子流之间的单光子交换的S矩阵元出发，得到了有效的库仑-Breit哈密顿量.由于延迟的贡献被考虑到（v/c）^2阶，它们随后被写为系统的相对论量子力学希尔伯特空间中的有效算符。最后一个哈密顿量包含了与曲率成线性关系的效应，并且达到了（v/c）^[2]阶。
2011-10-01 gr-qc hep-th
Leading anomalies, the drift Hamiltonian and the relativistic two-body system
我们建议解决运动的两个身体的问题，在广义相对论通过确定领先的违反守恒量，被称为（相对论）异常，有序的后牛顿秩序，他们出现。这不同于在规定的顺序内获得完整解决方案的标准程序。我们发现，描述守恒量空间中漂移的约化哈密顿量是由微扰哈密顿量的平均值给出的。使用这种方法，在推导时间演化之前进行平均，从而节省了计算。计算变得类似于那些在汉密尔顿-雅可比方法，而留在更舒适的设置的哈密顿公式。我们应用这种方法的领先的异常和漂移哈密顿的二元问题，并处理几个扰动：1 PN，自旋轨道和自旋自旋。在此过程中，我们讨论了拉普拉斯-龙格-伦茨向量作为动量空间中保标度共形变换的生成元的解释。
2014-08-12 gr-qc hep-th
Hamiltonian solutions of the 3-body problem in (2+1)-gravity
本文全面研究了在平坦的（2+1）维时空中，在非相对论性的小速度极限下的引力三体问题。我们提供了一个明确的形式ADM哈密顿量在一个定期的坐标系，我们建立了正则量子化的所有成分。我们强调了U（2）对称性的作用，在这种对称性下，哈密顿量是不变的，并且应该推广到N个物体的U（N-1）对称性。这种对称性似乎源于粒子相互环绕的操作中的辫子群结构，并保证了哈密顿量的单值性。它的作用的单值能量本征函数的建设进行了讨论。
2011-09-15 gr-qc hep-th
N-body next-to-leading order gravitational spin-orbit interaction via effective field theory
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）
本文基于后牛顿有效场论，推导了N体系统中自旋轨道势能和哈密顿量，扩展了二体情况下的有效场论处理至任意N体。通过两种方法得出结果，验证了与Hartung和Steinhoff的ADM N体哈密顿量一致。
2026-05-14 gr-qc hep-th
Hamiltonian Relativistic Two-Body Problem: Center of Mass and Orbit Reconstruction
在简要回顾了具有粒子间作用势的相对论性哈密顿力学的历史和存在的问题之后，我们研究了静止系瞬时形式的孤立二体系统动力学。我们给出了相对论中有关质心概念的显式表达式，确定了存在相互作用时Poincare群的生成元，并说明了如何由相对运动和正则非协变质心重构粒子轨道。在一个简单的类库仑势模型的情况下，它是可能的明确集成的相对运动，并显示两个动力学轨迹。
2006-12-15 gr-qc hep-th physics.class-ph
Scattering Amplitudes and N-Body Post-Minkowskian Hamiltonians in General Relativity and Beyond
我们提出了一个一般的框架，计算后Minskowskian，经典的，保守的哈密顿量的$N$非自旋机构在广义相对论相对论散射振幅。$N>2$的新功能，包括减法树状迭代的贡献和计算的非平凡的多体傅里叶变换积分需要构建位置空间的潜力。基于区域法，提出了一种新的积分计算方法。作为一个明确的例子，我们介绍了广义相对论中的$\mathcal{O}\left(G^2\right)$三体动量空间势以及爱因斯坦-麦克斯韦中的带电体。结果表明，在$\mathcal{O}\left(G^2 v^4\right)$以前的广义相对论的后牛顿计算是完全一致的。此外，在适当的范围内，该结果与多中心极值黑洞背景中的相对论性探测散射和模空间近似下的慢运动极值黑洞散射完全一致.
2022-10-31 gr-qc hep-th
Fourth post-Newtonian Hamiltonian dynamics of two-body systems from an effective field theory approach
我们计算的运动的二元质量系统的重力到第四后牛顿秩序。我们使用的有效场论方法的基础上，通过应用维正则化的费曼振幅在谐波坐标系中的动量展开。我们构造了到ADM坐标和到有效单体理论（EOB）的正则变换，以与其他方法进行比较。我们证明了在维度正则化参数$\varepsilon$中的中间极点在观测量中消失，并且经典理论没有重整化。结果示出了一系列的可观的，我们同意与文献。
2020-03-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The fifth-order post-Newtonian Hamiltonian dynamics of two-body systems from an effective field theory approach: potential contributions
我们计算的潜在贡献的运动的二元质量系统在重力的第五后牛顿阶从头计算使用耦合和速度展开内的有效场论方法的基础上费曼振幅开始与谐波坐标和使用尺寸正则化。此外，奇异和对数尾部的贡献进行了计算。我们还考虑了非局部尾部贡献。进一步的步骤，对完整的计算进行了讨论，并在文献中的结果给出了第一个比较。
2020-10-26 astro-ph.SR gr-qc hep-th
