Cosmological Constant Problem and Renormalized Vacuum Energy Density in Curved Background
目前的真空能量密度观察到的暗能量${ ρ}_{ \rm dark }\simeq 2.5\times10^{-47}\ {\rm GeV^{4}}$是不可接受的小相比,任何其他尺度。因此,我们在推导暗能量时遇到了严重的微调问题和理论困难。然而,在理论上有吸引力的方案已被提出并在文献中讨论:根据宇宙学常数的重整化群(RG)运行,真空能量密度可以表示为${ ρ}_{ \rm vacuum }\simeq m^{2}H^{2}$,其中$m$是标量场的质量,并且在弯曲时空中相当动态。然而,一直没有严格的证据来推导这个表达式,有一些批评的物理解释RG运行宇宙学常数。在本文中,我们重新讨论了宇宙学常数的RG运行效应,并研究了弯曲时空中的重整化真空能量密度。我们证明了${ ρ}_{ \rm vacuum }\simeq m^{2}H^{2}$描述的真空能量密度是弯曲背景的量子效应而不是宇宙学常数的运行效应。通过与宇宙学观测数据的比较,我们得到了标量场质量的一个上界,它小于普朗克质量$m \lesssim M_{\rm Pl}$。
2017-06-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Vacuum polarization of the quantized massive scalar field in the global monopole spacetime II: the renormalized quantum stress energy tensor
本文利用Schwinger-DeWitt近似,构造了一个有质量的标量场的重整化量子应力能量张量$\left<T_μ^ν\right>_{ren}$,该标量场与一个点状整体引力场有任意耦合,直到场的倒数质量$μ$的二阶.给定的应力能量张量是通过对足够质量的标量场的单圈有效作用量的度量张量进行泛函微分而构造的,使得量子场的康普顿长度远小于背景几何的特征曲率半径.结果是在一般曲率耦合参数$ξ$的情况下得到的,并具体到最小和共形耦合的更物理的情形,表明在这种特定的情形下,在整体超时空中的量子质量标量场违反了所有的逐点能量条件.
2019-04-19 gr-qc
Vacuum fluctuations and the renormalized stress-energy tensor on a cone with arbitrary boundary conditions
Universidade Estadual de Campinas(坎皮纳斯州立大学);Instituto de Física da Universidade de São Paulo(圣保罗大学物理研究所)
研究锥形时空中质量为\(M\)的标量场的真空涨落与应力 - 能量张量,利用其局域模式作为扩展粒子探测器的协变模型,通过重整化应力 - 能量张量量化探测器对周围时空的影响。
2026-07-17 gr-qc hep-th
Renormalized vacuum polarization on rotating warped AdS3 black holes
我们计算了Hartle-Hawking态中大质量标量场的重正化真空极化,它是在拓扑大质量引力的(2+1)维旋转类空拉伸黑洞解上,周围有一个Dirichlet镜,使得状态得到很好的定义.费曼传播子被写为时空的复黎曼截面上的模和,阿达玛重整化过程通过匹配到旋转闵可夫斯基时空的复黎曼截面上的模和来实现。角动量参数中没有解析延拓。选定的数值结果,证明了数值方法的有效性。我们期望这种方法可以推广到更广泛的旋转黑洞时空,特别是在四维克尔时空。
2015-01-28 gr-qc hep-th math-ph
Vacuum polarization and renormalized stress-energy tensor of spherical thin shells
SISSA, International School for Advanced Studies(国际高等研究院);INFN Sezione di Trieste(的里雅斯特INFN分部);IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe(宇宙基础物理研究所);Technological University Dublin(都柏林科技大学);University College Dublin(都柏林大学学院);Dublin City University(都柏林城市大学)
研究球形静态薄壳时空中Boulware真空特性,通过扩展坐标规定计算无质量标量场的重整化真空极化和应力 - 能量张量,用多种方法分析其在不同区域的行为,发现黑洞极限下壳外真空特性接近史瓦西黑洞,为相关研究奠定基础。
2026-07-09 gr-qc hep-th quant-ph
Vacuum polarization in the spacetime of charged nonlinear black hole
利用近似重整化有效作用量的一般公式,构造并分析了带电黑洞时空中任意曲率耦合的量子化质量标量场的近似应力-能量张量,即非线性电动力学和广义相对论耦合方程的解.结果表明,在少数极限情况下,可以导出所得到的张量与Reissner-Nordström黑洞几何中的一般重整化应力-能量张量之间的解析表达式.一个详细的数值分析,特别强调把最小的耦合和结果进行了比较与先前获得的共形耦合场。讨论了重整化应力-能量张量的一些新特征。
2002-04-07 gr-qc
Renormalized scalar propagator around a dispiration
导出了宇宙位错(向错加螺旋位错)背景下标量场的重正化费曼传播子,为研究位错宇宙弦周围的真空极化效应以及带有位错的弹性固体中的真空极化效应打开了一扇窗.通过计算真空涨落说明了传播子的使用。特别是它示出的dispenses极化真空引起的能量动量张量,从当地的惯性系,提出非零的非对角分量。这种新效应类似于在携带磁通量的针状螺线管周围产生感应真空电流(Aharonov-Bohm效应),并且可能具有物理后果。与一个密切相关的背景,即旋转宇宙弦的时空的连接,简要地处理。
2003-05-26 cond-mat gr-qc hep-th
Evidence for renormalized instantons in real-time simulations of vacuum decay
University of Cambridge(剑桥大学);Institute of Astronomy, University of Cambridge(剑桥大学天文学研究所);Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge(剑桥大学卡弗里宇宙学研究所);DAMTP, University of Cambridge(剑桥大学应用数学与理论物理系);The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, Department of Physics, Stockholm University(斯德哥尔摩大学物理学系奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心);Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Institute for Computational Cosmology, Department of Physics, Durham University(达勒姆大学物理学系计算宇宙学研究所);Durham University(达勒姆大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(珀蒂默理论物理研究所);York University(约克大学)
研究通过相对论标量场零温模拟提取气泡轮廓,对比传统欧几里得瞬子方法与晶格模拟,发现重整化势中的瞬子解能重现测量轮廓并匹配衰变率,证明重整化解释了两种形式主义差异,建立了相关定量联系。
2026-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Two formalisms, one renormalized stress-energy tensor
我们明确地比较了(1+1)弯曲时空中无质量标量场的重整化应力-能量张量(RSET)的结构,这是通过两种不同的策略获得的:场算符的正规模构造和单圈有效作用量。我们特别注意的是,它是如何编码的信息有关的真空状态的选择在这两种形式主义。通过建立一个明确的翻译映射,这两个程序之间,我们表明,这两个潜在的不同RSET实际上是相等的,当使用真空状态的选择相关的这张地图。分析的一个具体目的是便于比较在这些不同的形式体系中获得的关于引力坍缩的半经典效应的结果。
2012-02-10 gr-qc
Instantaneous vacuum for Dirac fields with a Yukawa interaction in cosmological space-times
提出了Friedman-Robertson-Walker-Lemaitre时空中量子化Dirac场与经典标量场相互作用的真空态。这种状态是由场的相关傅立叶模式的绝热膨胀的扩展版本构造的。我们计算完整的重整化应力-能量张量。对于任何给定的初始时间,这个瞬时真空总是可以被选择为具有重整化应力-能量张量的消失傅立叶模式。我们检查几个暴胀模型的解决方案的一致性。
2020-12-16 gr-qc hep-th
Light-cone fluctuations and the renormalized stress tensor of a massless scalar field
研究了光锥涨落对定义在拓扑结构为${\cal R}\times {\cal S}^d$的($d+1$)维平坦时空中的实无质量最小耦合标量场的应力-能量张量的重整化真空期望值的影响.为了模拟光锥涨落对量子场的影响,我们考虑一个随机Klein-Gordon方程。我们研究了中心高斯过程的情况。在考虑了随机过程的所有实现后,我们给出了由随机涨落引起的修正。给出了与标量场有关的应力能的平均重整化真空期望值。
2012-08-19 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Stueckelberg massive electromagnetism in de Sitter and anti-de Sitter spacetimes: Two-point functions and renormalized stress-energy tensors
考虑Hadamard真空态,我们首先在de Sitter时空和反de Sitter时空中构造了与Stueckelberg质量电磁相关的两点函数。然后,从[A. Belokogne和A. Folacci,Phys. Rev. D \textbf{93},044063(2016)],我们获得了在这些最大对称时空中传播的大质量矢量场的重整化应力-能量张量的真空期望值的精确解析表达式。
2016-11-23 gr-qc hep-th math-ph
Renormalized stress-energy tensor on global anti-de Sitter space-time with Robin boundary conditions
该研究针对四维全局反德西特时空中的无质量共形耦合标量场,计算了Robin边界条件下RSET的真空与热期望值,揭示了边界条件、温度对RSET分布的影响及边界处RSET由迹反常决定的特性。
2024-04-15 gr-qc hep-th
Vacuum polarization for lukewarm black holes
本文计算了Reissner-Nordstrom-de Sitter黑洞上量子标量场平方的重整化期望值,其中事件视界和宇宙视界的温度相等(“不冷”黑洞)。我们对两个视界相同温度下的热态的数值计算表明,这种重整化期望值在事件视界和宇宙视界上都是正则的。我们能够用视界附近场模的近似来分析地表明,情况确实如此。
2007-12-20 gr-qc
Hadamard renormalized scalar field theory on anti-de Sitter space-time
考虑$n$维反德西特时空中任意曲率耦合的实质量自由量子标量场。我们使用阿达玛重整化找到真空期望值的二次场涨落和应力能量张量,$n=2$到$n=11$包容性的明确结果。
2015-03-12 gr-qc
Vacuum polarization on topological black holes with Robin boundary conditions
计算了渐近反德西特黑洞背景下无质量共形耦合标量场的重整化真空极化。混合(罗宾)边界条件适用于时空边界。我们考虑具有非球形事件视界拓扑和球形事件视界的黑洞。量子标量场处于Hartle-Hawking态,我们采用欧氏方法计算重整化期望值。远离黑洞,我们发现真空极化接近一个有限的极限,这对除Dirichlet边界条件外的所有边界条件都是相同的。
2021-02-27 gr-qc hep-th
Adiabatic regularization for spin $1/2$ fields and the renormalized stress-energy tensor
该研究回顾了膨胀宇宙中自旋1/2场的绝热重整化方法,给出应力-能量张量重整化真空期望值的显式表达式,探讨其宇宙学应用,并证明绝热与DeWitt-Schwinger点分裂方案对Dirac场的该类重整化结果一致。
2024-12-09 gr-qc
Cosmic String Created from Vacuum Fluctuaions
本文讨论了在自洽半经典引力理论中由量子场真空涨落产生宇宙弦的可能性。本文用近似方法求出了静态柱对称时空中共形不变量子场的重整化应力-能量张量的真空期望值。我们得到了在圆柱对称轴上不同边界条件下爱因斯坦方程的特解。
1998-01-14 gr-qc
Classical Simulations of Quantum Field Theory in Curved Spacetime I: Fermionic Hawking-Hartle Vacua from a Staggered Lattice Scheme
我们数值计算了弯曲二维(洛伦兹)时空中自由狄拉克费米子的量子场论(QFT)中二次算符的重整化期望值。首先,我们使用交错费米子离散产生一系列的晶格理论产生所需的QFT在连续极限。数值计算的晶格常数,然后使用近似,通过外推,那些在连续。最后,我们使用所谓的点分裂正则化和Hadamard重整化,以消除分歧,从而获得有限的,重整化的期望值的二次算子的连续。作为说明性的应用,我们展示了如何恢复在平坦时空的Unruh效应,以及如何计算重整化期望值在霍金-哈特尔真空的史瓦西黑洞和Bunch-Davies真空的膨胀宇宙的de Sitter时空描述。虽然在这里,我们解决了一个非相互作用的QFT使用自由费米子技术,在本文中描述的框架奠定了基础,随后的一系列研究,涉及模拟相互作用的QFT在弯曲时空张量网络技术。
2020-08-25 gr-qc hep-lat hep-th
Vacuum polarization on the brane
本文计算了高维黑洞膜上无质量共形耦合量子标量场平方的重整化期望值。在AADD膜世界的情况下,额外维度是平坦的,我们假设紧化半径比黑洞的大小要大。四维的膜上度规对应于高维的史瓦西-唐格里尼黑洞几何的一个切片,并且依赖于体时空维度的数量。量子标量场在霍金温度下处于热态。导出了黑洞事件视界上量子标量场平方的重整化期望值的精确的封闭表达式。在事件视界之外,这个重整化期望值是数值计算的。答案取决于体时空维度的数量,随着体时空维度数量的增加,其幅度迅速增加。
2015-09-30 gr-qc hep-th
Running vacuum interacting with dark matter or with running gravitational coupling. Phenomenological implications
爱因斯坦方程中的宇宙学项$Λ$是宇宙学“和谐”$Λ$ CDM模型的一个基本组成部分。在这个迷你回顾介绍,我们评估的可能性,$Λ$可以是一个动力学量,更具体地说,在弯曲的时空量子场论的“运行量”。在过去几年里,大量的唯象学研究表明,这种选择(有时伴随着一个运行的引力耦合)可能会治愈困扰$Λ$ CDM的一些紧张局势。“运行真空模型"的特征是真空能量密度$ρ_{\rm vac}$,它是哈勃速率及其时间导数的一系列(偶)幂。在这里,我们描述的技术量子场理论起源的RVM结构在FLRW时空,这远远超出了原来的半定性重整化群参数。特别是,我们计算重整化的能量动量张量使用绝热正则化过程,并表明它导致RVM形式。换句话说,我们发现重整化真空能量密度$ρ_{vac}(H)$演化为一个(常数)加法项加上一个领先的动力学分量${\cal O}(H^2)$。还有${\cal O}(H^4)$的贡献,这可能与早期宇宙有关。值得注意的是,重整化的$ρ_{\rm vac}(H)$并没有表现出与场质量的四次幂($\sim m^4$)成比例的危险项。众所周知,这些项一直是麻烦的主要来源,因为它们负责极端的微调,并最终导致宇宙学常数问题。在这种情况下,当前的$ρ_{vac}(H)$是由一个常数项主导的,因为它应该是,但它获得了一个温和的动态组件$\sim νH^2$($|ν|\ll1$),使RVM模仿精华。
2021-12-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Renormalized stress-energy tensor for stationary black holes
我们继续介绍实用的模式和正则化(PMR)方法计算重整化应力能量张量(RSET)。我们详细展示了如何采用$t$分裂的方法,这是第一次提出的$\left\langleϕ^{2}\right\rangle_{ren}$,计算RSET在一个固定的,渐近平坦的背景。这种PMR方法的变体最近被用来计算蒸发旋转黑洞的RSET。作为正则化的一个例子,我们在这里演示了计算的最小耦合,无质量标量场的史瓦西背景下的所有三个真空态的RSET。我们讨论了PMR方法中正则化方案的未来工作和可能的改进。
2017-01-23 gr-qc
Vacuum Polarization Effects on Flat Branes due to a Global Monopole
本文分析了高维时空中无质量标量场的真空极化效应。具体地说,我们计算重整化真空期望值的平方场,$<Φ^2(x)>_{Ren}$,诱导的全球性的“膜世界”的情况下,。在这种背景下,整体的超时空存在于高维(体)时空的$n=3$维子流形中,而我们的宇宙则由横向平坦的$(p-1)-$维膜表示。为了发展这一分析,我们计算了一般格林函数,承认标量场在体内传播。还假设了场和几何之间的一般曲率耦合参数。我们明确地表明,真空极化效应的关键取决于归因于$p$的值。我们还研究了$p=3$的能量动量张量的重整化真空期望值$<T_{μν}(x)>_{Ren.}$的一般结构。
2006-05-05 gr-qc hep-th
Vacuum polarization in the horizonless Bardeen metric
Instituto Balseiro, Universidad Nacional de Cuyo(巴尔塞罗研究所,门多萨国立大学)
研究无质量量子标量场在Bardeen度规中的真空极化,揭示共形耦合与非共形耦合场在不同距离下的行为差异及远距离渐进行为,探讨异常诱导有效作用的适用性。
2025-12-15 gr-qc hep-th
Boundary divergences in vacuum self-energies and quantum field theory in curved spacetime
众所周知,量子场的边界条件在边界附近产生重整化能量动量张量的发散。虽然与计算不同物体之间的卡西米尔力无关,但自能耦合到引力,并且发散原则上可能产生大的引力效应。我们提出了一个分析的背景下,在弯曲空间的量子场论的问题。我们的模型由一个量子标量场耦合到一个经典场,在一定的限制,施加Dirichlet边界条件的量子场。我们表明,该模型是重整化的,并在重整化的能量动量张量的分歧消失足够光滑的接口。
2011-10-17 gr-qc hep-th quant-ph
Vacuum Polarization of Massless Spinor Field in Global Monopole Spacetime
本文用点分离方法计算了点状整体时空中无质量左手旋量场能量动量张量的重整化真空平均。得到了能量动量张量真空平均的一般结构,并用$<T^0_0>^{ren}$分量表示,并详细分析了任意立体角亏损时的真空平均的显式结构.
1999-03-05 gr-qc
Vacuum Polarization Effects in Higher Dimensional Global Monopole Spacetime
本文分析了高维整体无质量标量场的真空极化效应。具体地说,我们计算重整化真空期望值的场平方,$<Φ^2(x)>_{Ren}$,引起的全球性的辐射。两个不同的时空将被考虑:$i)$在第一个,全球的粒子生活在整个宇宙中,和$ii)$在第二个,全球的粒子生活在一个$n=3$维子流形的高维(体)时空在“膜世界”的情况下。为了发展这些分析,我们计算了这两个时空的一般欧几里得标量格林函数。还承认了场与几何之间的一般曲率耦合参数。我们明确表明,$<Φ^2(x)>_{Ren}$在很大程度上取决于时空的维度和描述世界所采用的特定几何。我们还研究了能量动量张量的重整化真空期望值$<T_{μν}(x)>_{Ren.}$的一般结构。
2006-09-05 gr-qc hep-th
Renormalized stress-energy tensor of an evaporating spinning black hole
我们采用最近发展起来的模和正则化方法来计算Kerr背景度规(描述一个静止旋转的黑洞)中量子场的重整化应力-能量张量。更具体地说,我们考虑一个最小耦合无质量标量场的Unruh真空态,量子态对应于一个蒸发的黑洞。这里的计算是针对$a=0.7M$的情况进行的,使用该方法的两种不同变体:$t$ -分裂和$φ$ -分裂,在两者之间产生良好的一致性(在两者都适用的域中)。我们简要地讨论了计算半经典修正的某些数量的结果可能产生的影响,也为模拟动态蒸发的旋转黑洞。
2016-10-16 gr-qc hep-th
Running vacuum in quantum field theory in curved spacetime: renormalizing $ρ_{vac}$ without $\sim m^4$ terms
爱因斯坦方程中的$Λ$ -项是宇宙学“和谐”$Λ$ CDM模型的基本组成部分。尽管该模型并非没有基本问题,但它们也没有被任何替代暗能量的提议所规避。这里我们坚持PDMATHAMM项,但我们认为它可以是弯曲时空中量子场论(QFT)中的一个“运行量”。大量的唯象学研究表明,这种选择可以与具有严格宇宙学项的$Λ$ CDM竞争。所谓的“运行真空模型”(RVM)的特征是真空能量密度$ρ_{vac}$,它是哈勃参数及其时间导数的一系列(偶)幂。这种理论形式是由一般重整化群的论点所激发的,看起来似乎是合理的。在这里,我们将进一步讨论FLRW时空中QFT中RVM结构的起源。我们计算重整化能量动量张量的绝热正则化过程的帮助下,发现它本质上导致RVM形式。这意味着$ρ_{vac}(H)$演化为一个常数项加上动力学分量${\cal O}(H^2)$和${\cal O}(H^4)$,后者只与早期宇宙有关。然而,重整化的$ρ_{vac}(H)$不携带与场的质量的四次幂($\sim m^4$)成比例的危险项,这些项是非常大的贡献的众所周知的来源。目前,$ρ_{vac}(H)$主要是由附加常数项控制的,并伴随着一个温和的动力学分量$\sim νH^2$($|ν|\ll1$),它模仿了经典.
2020-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Systematics of the Relationship between Vacuum Energy Calculations and Heat Kernel Coefficients
卡西米尔能量是一种非局部效应;它的大小不能从热核展开式中推导出来,即使是那些包括积分边界项的展开式。另一方面,已知正则化(但尚未重整化)的总真空能量中的发散项与热核系数相关联。在这里,最近的研究之间的关系的本征值密度,热核,和积分核的运营商$e^{-t\sqrt{H}}$被利用来完全描述这种关联。关于正则化能量结构的各种先前孤立的观察自然出现。20多年来,争论一直存在,源于这样一个事实,即腔内部重整化真空能量密度中的某些(可能是物理上有意义的)项在边界处变得奇异,并与正则化总能量中的某些发散项相关。本文的观点有望帮助解决这些问题。
2003-04-03 gr-qc hep-th math-ph
Renormalized stress tensor in one-bubble spacetimes
计算了量子场与成核泡相互作用的应力张量的两点函数和重整化期望值。考虑两个简单的模型。一个是描述反射对称畴壁引力场的Vilenkin-Ipser-Sikivie时空中的无质量场。另一种是平坦时空中的真空衰变,其中量子场只与气泡壁上的隧穿场相互作用。在这两种情况下,应力张量都是理想流体形式。给出了每种模型状态方程的渐近形式。在VIS情况下,我们发现$p=-(1/3)ρ$,其中能量密度$ρ$由超曲率模的梯度决定。
1999-04-08 astro-ph gr-qc hep-th
Contribution of Kaluza-Klein modes to vacuum energy in models with large extra dimensions $&$ the Cosmological constant
本文研究了大额外维模型中拓扑能的产生。这个能量的起源是由于额外维度的紧化而导致的标准闵可夫斯基真空的拓扑变形。这种变形被认为是由于大量的卡鲁扎-克莱因引力模式而产生的有效的、有限的能量密度。它的重整化值被认为取决于额外维度的大小,而不是理论的UV截止值。它表明,如果这个能量密度是有助于所观察到的宇宙学常数,将有非常严格的界限上的额外维度的数量和它们的大小。
2002-10-08 gr-qc hep-ph hep-th
Macroscopic backreaction of the trace anomaly on classical vacuum backgrounds
Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)(安达卢西亚天体物理研究所);Center of Gravity, Niels Bohr Institute(引力中心,尼尔斯·玻尔研究所);Institut für Theoretische Physik(理论物理研究所);Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息研究中心);Research Center for the Early Universe (RESCEU), Graduate School of Science, The University of Tokyo(东京大学理学研究系宇宙早期研究センター(RESCEU));Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo(东京大学前沿研究机构 Kavli宇宙物理数学研究所(WPI))
利用从共形反常导出的Riegert-Mottola-Vaulin重整化应力-能量张量,研究Boulware真空态中量子场对Schwarzschild几何的反作用,通过降阶程序处理一阶方程,并比较不同结果。
2026-06-07 gr-qc hep-th
Thermal Casimir effect in the Einstein Universe with a spherical boundary
本文研究了在具有球边界的爱因斯坦宇宙中传播的共形耦合无质量标量场的零温真空能量的热涨落修正,其边界条件为Dirichlet和Neumann边界条件。因此,我们推广了文献中发现的结果,在这种情况下,它只考虑了真空能量在零温度。为此,我们使用广义zeta函数方法和Abel-Plana公式,并计算重整化Casimir自由能以及其他热力学量,即内能和熵。对于每一个,我们也研究了高温和低温的极限。在高温下,我们发现,重整化Casimir自由能提出经典的贡献,随着对数项。同样在这个极限下,内能呈现经典贡献,熵除了经典贡献之外还呈现对数项。相反,在低温下,它表明,重整化Casimir自由能和内能都是由真空能量在零温度下占主导地位。结果表明,熵服从热力学第三定律。
2022-11-17 gr-qc hep-th quant-ph
Vacuum stress-tensor in SSB theories
真空的重整化能量-动量张量在许多年前就已经被深入地研究过了。这些研究的主要结果是,这样一个张量应满足守恒律,反映了存在环路修正的理论的协方差。鉴于这一一般性结果,我们解决了两个重要问题,即如何以协变的方式实现动量截断以及这一一般性结果在具有自发对称性破缺的理论中是否成立.在最后一种情况下,一些新的有趣的细节出现,虽然计算是更多的参与,我们表明,最终结果满足守恒定律。
2012-02-24 gr-qc hep-ph hep-th
Vacuum polarization of massive spinor fields in static black-string backgrounds
本文利用Schwinger-DeWitt近似解析地计算了耦合到任意柱对称引力场组态的大质量旋量场的量子拉格朗日量和相应的能量动量张量分量的重整化平均值,直到质量倒数的二阶.利用这些一般性结果,在黑弦时空的特殊背景下,得到了量子平均拉氏量和能量动量张量的紧致解析表达式。
2007-09-02 gr-qc
Vacuum polarization on topological black holes
在弯曲时空的量子场论框架下,我们研究了拓扑黑洞时空的量子效应。考虑量子标量场,我们将最近提出的计算重整化真空极化的模和正则化方法推广到具有非球形事件视界拓扑的渐近反德西特黑洞.特别地,我们计算了四维拓扑Schwarzschild-anti-de Sitter黑洞背景下无质量共形耦合标量场的真空极化,并与球对称黑洞的结果进行了比较.
2018-11-13 gr-qc hep-th
Technically Natural Vacuum Energy at the Tip of a Supersymmetric Teardrop
提出了一个最小的超对称膜世界模型,它具有:i)零经典四维真空曲率,尽管由于标准模型粒子的贡献而具有大的朴素真空能量; ii)对真空能量的单圈(体)量子修正,其大小由额外维球体的半径设定。这些修正在技术上是自然的,因为膜张力和R-电荷之间的类似BPS的关系-这将保留(一半)体超对称性-被稳定的R-对称规范通量被量子化的要求所违反。额外维几何类似于以前的橄榄球几何,但更简单,因为只有一个膜,因此自由参数更少。虽然重整化真空能量的符号最终成为这个模型的非物理符号(在这里考虑的极限中,大质量体环是主要贡献),但它可以作为相关物理的一个说明性例子。
2013-11-17 gr-qc hep-ph hep-th
Boulware Vacuum vs. Regularity: Thoughts on Anomaly-Induced Effective Action
该研究探讨二维和四维静态无视界正则时空的真空态与RSET,基于反常诱导有效作用量局域场表述,结合Bardeen型时空案例,发现时空与RSET正则性决定合适真空态,优选态非Boulware真空而是具不同RSET分布的非平凡态。
2025-04-17 gr-qc hep-th
The renormalized stress-energy tensor for scalar fields in the Boulware state with applications to extremal black holes
本文提出适用于Boulware真空的标量场重整化应力-能量张量(RSET)模求和计算方法,推广了仅适用于Hartle-Hawking态的扩展坐标法,通过极端Reissner-Nordström时空计算验证了方法有效性,并揭示了RSET对黑洞极端性的影响。
2025-04-14 gr-qc hep-th quant-ph
Vacuum polarization of the quantized massive scalar field in Reissner-Nordström spacetime
构造了Reissner-Nordström时空中量子化质量标量场的重整化应力-能量张量近似。它是通过对Schwinger-DeWitt展开式的前两个非零项进行函数微分来实现的,该展开式涉及Hadamard-Minakshisundaram-DeWitt-Seely系数$[a_{3}]$和$[a_{4}]$关于度量张量的重合极限。它示出,通过与现有的数值结果的比较,包含的二阶项导致实质性的改进的近似的精确的应力-能量张量。构造了场涨落的近似$\langle ϕ^{2} \rangle,$,并作了简要讨论.
2010-05-09 gr-qc
The large-scale structure of vacuum
在量子场论中,真空态具有许多重要的基本物理特征。在这项工作中,我们探讨了这种状态也可以在大尺度上呈现非平凡时空结构的可能性。特别是,我们将表明,通过施加重整化真空能量动量张量是保守的,并与宇宙学观测兼容,足够重的场的真空能量的行为在后期作为非相对论性物质,而不是作为一个宇宙学常数。在这个极限中,真空状态支持其声速可以忽略的扰动,并且因此允许真空能量本身中的结构的生长。这种真空的大尺度结构可能以与冷暗物质非常相似的方式孕育星系和星系团的形成。
2014-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Vacuum energy, temperature corrections and heat kernel coefficients in $(D + 1)$-dimensional spacetimes with nontrivial topology
本文利用广义 zeta 函数技术研究 $(D+1)$ 维锥形及含螺旋位错拓扑缺陷时空中标量场的真空能量、温度修正与热核系数,发现单一锥形时空结果为零而组合缺陷时空下非零,并分析了自由能温度极限。
2024-10-17 gr-qc hep-th
Vacuum for a massless quantum scalar field outside a collapsing shell in anti-de Sitter space-time
考虑二维时空中的无质量量子标量场,描述物质薄壳坍缩形成Schwarzschild-anti-de Sitter黑洞。在早期,在壳开始坍缩之前,量子场处于真空状态,对应于永恒黑洞时空上的博尔韦尔真空。标量场满足反德西特边界上的反射边界条件。利用Davies-Fulling-Unruh公式计算应力-能量张量的重整化期望值,我们发现黑洞在晚期与Hawking温度的热浴处于热平衡,因此量子场处于类似于永恒黑洞时空上的Hartle-Hawking真空的状态.
2016-07-12 gr-qc
Vacuum polarization of massive scalar fields in the spacetime of the electrically charged nonlinear black hole
构造了带电非线性黑洞时空中量子化质量共形耦合标量场的近似重整化应力-能量张量。它是通过对包含Hadamart-Minakshisundaram-DeWitt-Seely系数$a_{3}.$重合极限的DeWitt-Schwinger有效作用量的最低阶的泛函微分来实现的,并与Reissner-Nordström黑洞的类似结果进行了比较.结果表明,最重要的差异发生在事件视界附近的黑洞的极值极限附近。利用Lambert函数对非线性黑洞的结构作了简要的研究。
2000-10-26 gr-qc
The Effect of Gravitational Tidal Forces on Renormalized Quantum Fields
研究了引力潮汐力对弯曲时空中传播的重整化量子场的影响,证明了光学定理在弯曲时空中的推广。在量子电动力学的情况下,潮汐力与装扮重整化光子的虚e^+ e^-对的真空极化云的相互作用已经被证明会产生几种新的现象。特别是,光子场振幅可以局部增加以及减少,对应于折射率的负虚部,在明显违反幺正性和光学定理。在阈值以下,也可能发生衰变为e^+ e^-对。在本文中,这些问题进行了研究,从一个非平衡初值问题的角度来看,从一个初始零表面的场演化计算物理上不同的初始条件和标量场理论和QED。它示出了如何一个广义版本的光学定理,有效的弯曲时空,允许一个本地的振幅增加,同时保持一致性与么正性。这幅图显示了场在弯曲的时空中传播时的穿衣和脱衣,局部引力潮汐力决定了穿衣的程度,从而决定了重整化量子场的振幅。这些影响说明了许多例子,包括描述的脱衣光子在附近的黑洞奇点。
2012-02-20 gr-qc hep-th
Vacuum energy as dark matter
我们考虑膨胀宇宙中大质量量子场的真空能。我们定义了一个守恒的重整化能量动量张量的同动截断正则化。使用德西特时空的精确解,我们表明,在一定范围内的质量和重整化标度有一个贡献的真空能量密度,作为非相对论性物质的规模,这样的贡献成为主导在晚些时候。通过WKB近似,我们发现这些结果可以推广到任意Robertson-Walker几何。我们研究了真空能量密度与当前暗物质丰度极限相适应的参数范围。最后,通过计算Robertson-Walker背景扰动下的真空能量,得到了密度扰动的声速,并表明真空能量密度对比度可以像标准冷暗物质场景那样在亚哈勃尺度上增长.
2014-12-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Naturally Renormalized Quantum Field Theory
研究表明,量子度规涨落会消除光锥上格林函数的奇异性[1],但并不能消除量子场论的其他紫外发散。我们证明了Krein空间中的量子场论{ \it,即}不定度规量子化,除去了量子场论中除光锥奇异性以外的所有发散[2,3]。本文讨论了将Krein空间中的量子场论与考虑量子度规涨落相结合,得到了无发散的量子场论。
2006-07-07 gr-qc
Constraint on the Squeeze Parameter of Inflaton from Cosmological Constant
暴胀子在暴胀后极有可能处于压缩真空状态。暴胀和再加热后的残余暴胀子经历阻尼振荡运动,对有效宇宙学常数有贡献。我们将压缩真空态的重整化能量密度解释为一个有效的宇宙学常数。利用最近的宇宙学常数观测数据,我们找到了早期宇宙中暴胀子压缩参数的约束条件。
2004-09-10 gr-qc
Casimir Energy Corrections by Light-Cone Fluctuations
本文研究了光锥涨落对边界条件下自由无质量标量场重整化零点能的影响。为了模拟光锥涨落,我们在Klein-Gordon算子中引入了一个时空相关的随机系数。我们假设场被定义在一个有一个限定方向的区域中。为简单起见,我们选择两个平行板相隔距离为$a$的对称情况。板间重整化真空能量密度的修正为$1/a^{8}$,而不是自由情况下通常的$1/a^{4}$依赖关系。反过来,我们也表明,光锥波动打破了真空压力的均匀性之间的板。
2014-01-29 gr-qc hep-th quant-ph
Vacuum polarization by fermionic fields in higher dimensional cosmic string space-time
在本文中,我们研究了在一个六维宇宙弦时空中,考虑到存在一个沿其核心运行的磁通量,与带电的大质量量子费米子场相关的真空极化效应。我们已经证明,对于特定值的参数,编纂的宇宙弦的存在,和磁通量的量子之比的分数部分,得到一个封闭的表达式为各自的格林函数。利用这个结果,我们计算了能量动量张量的重整化真空期望值$<T^A_B>_{Ren}$,并在某些极限情况下对这个结果进行了分析.
2008-08-27 gr-qc hep-th
Can wormholes exist?
在球对称度规的背景下,计算了电磁应力-能量张量的重整化真空期望值。采用正则化的协变测地点分离方法。违反弱能量条件在喉的虫洞发生的几何形状足够接近的无限长的虫洞的恒定半径无关的详细形式的度量。这是一个论点,赞成存在的可能性,自洽虫洞在真空空间维持虫洞的背景真空场波动。
1993-10-23 gr-qc
Stellar equilibrium on a physical vacuum soil
本文证明量子场零点能的排斥效应可支撑超越广义相对论致密性极限的超致密恒星,并通过两种独立的 RSET 模型验证了该结果的普遍性与稳健性。
2023-05-13 gr-qc hep-th
Renormalized Unruh-DeWitt Particle Detector Models for Boson and Fermion Fields
由于量子场论不具备合适的位置观测量,Unruh-DeWitt探测器模型成为从量子场中提取定域时空信息的关键理论工具。然而,大多数研究都局限于线性耦合到标量玻色子场的Unruh-DeWitt(UDW)探测器。在这里,我们调查UDW探测器模型,探测费米子以及玻色子场通过线性和二次耦合。特别是,我们提出了一个重正化方法,治愈先前模型的持续分歧。我们的研究结果为UDW探测器的Unruh和Hawking效应的扩展研究铺平了道路,并为相对论量子信息的研究提供了新的工具,例如,关于相对论量子通信和费米真空纠缠结构的研究。
2016-01-22 gr-qc hep-th quant-ph