Novel approach to binary dynamics: application to the fifth post-Newtonian level
介绍了一种新的方法来推导引力相互作用双星系统的保守动力学。我们的方法以一种新颖的方式结合了几种理论形式：后牛顿，后闵可夫斯基，多极后闵可夫斯基，引力自力和有效的一体。我们应用我们的方法来推导第五后牛顿动力学。通过将我们的结果限制到第三个后Minkowski水平，我们首次独立地证实了Bern { \it et al.} [物理学]修订版本\ Lett. { \bf 122}，201603（2019）]。我们还为未来的第四次后闵可夫斯基计算提供了检查。我们的技术，原则上，可以扩展到更高阶的微扰理论。
2019-09-05 gr-qc
Binary dynamics at the fifth and fifth-and-a-half post-Newtonian orders
使用最近的一封信中介绍的新方法[物理学]。修订版本\ Lett. { \bf 123}，231104（2019）]，我们提出了在第五后牛顿（5 PN）水平上计算引力相互作用二元系统保守动力学的细节，以及在第五半后牛顿（5.5PN）水平上的扩展。我们还提出了第六后牛顿（6PN）的第三后闵可夫斯基（3 PM）动力学的贡献。我们的策略结合了几种理论形式：后牛顿，后闵可夫斯基，多极后闵可夫斯基，引力自作用力，有效的一体化，和德劳内平均。我们确定的5 PN哈密顿量（其中涉及95个非零数值系数）的完整功能结构，除了两个待定系数的对称质量比的立方成比例，和第五和第六次幂的引力常量，$G$。我们不仅提出了5 PN-准确的，3 PM的散射角的贡献，但它的6PN-准确的推广。这两个结果与Bern等人最近的3 PM结果的相应截断一致。修订版本\ Lett. { \bf 122}，201603（2019）]。我们还计算了5 PN精确的，第四后闵可夫斯基（4PM）的散射角的贡献，包括其非本地的贡献，从而为未来的4PM计算提供检查。我们指出了一个显着的隐藏的简单的规范不变的径向作用和有效的单体能量和角动量之间的函数关系。
2020-03-26 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
Gravitational scattering at the seventh order in $G$: nonlocal contribution at the sixth post-Newtonian accuracy
最近引入的一种研究双星系统经典引力动力学的方法涉及到复杂的积分（与非定域时间相互作用和迭代$\frac1r$ -势散射的结合有关），迄今为止，这些积分还没有被解析计算出来。通过使用计算技术开发的评估多圈费曼积分（特别是调和多边形和梅林变换），我们展示了如何分析计算所有的积分进入非本地的时间贡献的经典散射角在第六后牛顿的准确性，并在第七阶牛顿常数，$G$（对应于经典散射角的图解表示中的六环图）。
2020-12-23 gr-qc hep-th
Sixth post-Newtonian nonlocal-in-time dynamics of binary systems
我们完成了我们以前的推导，在第六后牛顿（6PN）的精度，引力相互作用的两体系统的局部时间动力学的两个规范不变的表征其互补的非局部时间动力学。一方面，我们计算的非局部的散射角的hyberboliclike运动的一部分，另一方面，我们计算的非局部的平均（Delaunay）哈密顿椭圆运动的一部分。前者是作为一个大角动量展开式计算的（这里给出的是次-次-领先阶），而后者是作为一个小偏心率展开式计算的（这里给出的是十阶）。我们注意到$ζ(3)$的外观在散射角的非局部部分。椭圆运动的平均哈密顿量，然后产生两个规范不变的观测：能量和近星点进动的轨道频率的函数。我们指出，存在一个隐藏的简单的质量比依赖的引力波能量损失的两体系统。
2020-07-22 gr-qc hep-th
Quadratic-in-spin interactions at fifth post-Newtonian order probe new physics
我们第一次获得了所有的二次自旋相互作用在自旋双星在第三次领先的顺序在后牛顿（PN）引力，并提供其可观测的结合能和规范不变的角动量的关系。我们的结果是有效的通用紧凑的对象，轨道和自旋方向，并进入第五PN阶最大旋转的对象，从而推动了国家的art.This是通过扩展的自旋引力对象的有效场论，其计算应用。我们还发现了自旋物体所特有的一种新的有限尺寸效应，并以一个新的“自旋Love数”作为其特征系数，这是对引力和QCD的一个新的探索。
2022-09-01 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
Conservative (failed)-tail effects at the fifth post-Newtonian order
本文采用Fokker拉格朗日方法和维度正则化处理了5PN阶致密双星保守动力学中的尾和“失败”尾部分，尾结果与先前EFT计算一致，并有望解决“失败”尾部分的文献分歧。
2023-10-23 gr-qc hep-th
Gravitational spin-orbit dynamics at the fifth-and-a-half post-Newtonian order
精确的波形模型对于引力波数据分析是至关重要的，由于自旋对双星动力学有重要影响，因此改进这些模型中的自旋描述是很重要的。在本文中，我们推导出的自旋轨道（SO）耦合在第五和一个半后牛顿（5.5PN）的顺序。我们使用的方法分裂成本地和非本地的时间部分的保守动力学，然后将本地的时间部分的引力自作用力的结果，通过利用简单的质量比依赖的散射角的后闵可夫斯基展开。我们计算了非局域贡献的5.5PN SO动力学的小偏心率展开的第八阶的束缚轨道，并在大偏心率展开的非束缚轨道的领导秩序。对于本地的贡献，我们得到所有的5.5PN SO系数从一阶自作用力结果的红移和自旋进动不变量，除了一个未知的，可以在未来固定的二阶自作用力结果。然而，通过将我们的5.5PN结果纳入有效的单体形式主义，并将其结合能与数值相对论进行比较，我们发现剩余的未知数对SO动力学的影响很小，表明该顺序的精度有所提高。
2021-11-20 gr-qc
MICROSCOPE's constraint on a short-range fifth force
显微镜实验旨在通过比较受静电力控制的圆柱形“自由下落”试验块的低频动态，检验空间弱等效原理。我们使用技术会议期间采取的数据，旨在估计MICROSCOPE的传感器的静电刚度，以约束从牛顿引力的短程汤川偏差。我们利用的事实是，在小位移的限制，嵌套的圆柱体之间的引力相互作用（牛顿和Yukawa）是线性的，因此简单地由刚度的特点。通过测量当测试质量移动时作用在测试质量上的力的总刚度，并将其与理论静电刚度（预期占主导地位）进行比较，可以先验地推断对汤川势参数的约束。然而，我们发现，测量的不确定性主要是由金线用于控制的电荷的测试群众，虽然他们的相关刚度确实小于预期的静电刚度。此外，我们发现了一个非零的不明刚度，这取决于仪器的电气配置，暗示在补丁场效应的存在。加上静电模型的显著不确定性，它们只允许对汤川势的约束很差。这并不奇怪，因为显微镜不是为这种测量而设计的，但这种分析是在太空中进行非牛顿引力新实验研究的第一步。
2021-01-29 gr-qc hep-ph
The Newtonian limit of fourth and higher order gravity
我们考虑了基于拉格朗日量L = R + \sum a_k R \Box^k R的理论的牛顿极限。质点的引力势是牛顿项和汤川项的组合。对于六阶引力，系数是明确计算的。对于一般情况，我们得到的结果是：势在原点附近总是无界的。
2001-09-04 gr-qc
Gravitational wave constraints on Lorentz and parity violations in gravity: high-order spatial derivative cases
高阶空间导数对于构造量子引力的Lorentz或宇称破坏理论的低能有效作用量是至关重要的。一个例子是Hořava-Lifshitz引力，其中必须至少考虑引力作用量中的六阶空间导数，以便使理论的幂数可重正化。在本文中，我们考虑的洛伦兹和宇称违反的影响，由于五阶和六阶空间导数分别对GW的传输。为此，我们计算了相应的洛伦兹和宇称违反波形的引力波所产生的合并的紧凑双星。通过使用这些修改后的波形，我们执行完整的贝叶斯推断的帮助下，开放源码软件\texttt{Bilby}的选择GW事件的双黑洞（BBH）和双中子星（BNS）合并的LIGO-Virgo目录GWTC-1和GWTC-2。总的来说，我们没有发现任何显着的证据，洛伦兹和宇称违反由于第五和第六阶空间导数，从而放置在能量尺度上的下限$M_{\rm LV} > 2.4 \times 10^{-16} \; {\rm GeV}$洛伦兹违反和$M_{\rm PV} > 1.0 \times 10^{-14} \; {\rm GeV}$的宇称违反在90\%的置信水平。这两个约束分别代表在空间协变引力框架下，利用全球Ws观测数据对五阶和六阶空间导数项的第一个约束。
2022-02-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Effects of a scalar fifth force on the dynamics of a charged particle as a new experimental design to test chameleon theories
本文描述了带电粒子在电磁场中存在标量第五种力时的动力学。聚焦于由变色龙场引起的第五种力，其轮廓可以在实验室中适当地设计，它绘制了它对静态和均匀磁场中粒子回旋运动的物理效应。第五个力引起的漂移的轨迹，估计分析和数值计算相比，由两个嵌套的圆柱体内的变色龙字段的激励配置文件。的影响和这种漂移的可检测性的大小进行了讨论，认为这可能提供一个新的实验设计，在实验室中测试小第五力。更重要的是，在宏观层面上，它感应出一个原则上也可以测量的电流，甚至可以让人们接近腔内标量场的横向分布。在这两种情况下，将磁场与局部重力场对齐抑制了牛顿重力的影响，否则牛顿重力的影响将比第五种力的影响大几个数量级，并且腔体对粒子的牛顿重力也被认为是可以忽略的。考虑到这一点，这个实验装置及其两种效应--对单个粒子的效应和宏观水平的效应--可能需要注意在实验室中证明其实际可行性。
2020-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Post-Newtonian observables for aligned-spin binaries to sixth order in spin from gravitational self-force and Compton amplitudes
本文针对致密双星引力波建模需求，推导了自旋对齐双星保守动力学在自旋³至自旋⁶阶下的新后牛顿结果，结合Tutti Frutti方法与黑洞微扰理论的康普顿振幅解决歧义，还推导了克尔背景散射角及偏心轨道不变量。
2024-11-27 gr-qc hep-th
Nonlocal-in-time tail effects in gravitational scattering to fifth Post-Minkowskian and tenth self-force orders
II. Institute for Theoretical Physics, Hamburg University（汉堡大学第二理论物理研究所）；Institute for Theoretical Physics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院理论物理研究所）；School of Physics and Shing-Tung Yau Center, Southeast University（东南大学物理学院暨陈省身数学中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
本文基于世界线有效场论，推导了引力散射中非局部时间效应的保守贡献，至第五次闵科夫斯基后展和第十次自力阶次，结果包含最高三级多项对数函数，并通过SpideR算法实现，与现有文献在第六次后牛顿阶次中一致，为分离二体系统局部时间成分提供关键支持。
2026-04-28 gr-qc hep-th
The binary black-hole problem at the third post-Newtonian approximation in the orbital motion: Static part
导出了时间对称双黑洞初值问题的Brill-Lindquist和Misner-Lindquist解的后牛顿展开式。在确定了两个解中的裸质量后，与扩展解相关的静态哈密顿量在第三后牛顿近似下彼此不同。通过移动黑洞的位置变量，可以使三个度规的后牛顿展开式在后牛顿五阶上一致，从而在后牛顿三阶近似上得到相同的静态哈密顿量。这些计算揭示了以前在第三后牛顿近似下进行的二元点质量计算。
1999-06-23 gr-qc
Exploring Fifth Force Interactions with 18th Century Technology
许多将引力与其他已知的自然力统一起来的理论都预言了类似于引力的中程“第五种力”的存在。这种力可以表现为偏离引力平方反比定律。目前，在接近$10^{-1}$ m的距离处，已知平方反比定律的正确性约为千分之一。我提出了一个实验的设计，这将提高两个数量级的限制。这是通过构建一个扭摆和源质量装置，是特别不敏感的牛顿引力，同时，最大限度地敏感违反相同的。
2005-03-18 gr-qc
Non--Newtonian gravity and coherence properties of light
本文分析了利用光的一阶和二阶相干性来探测引力势的非牛顿贡献的可能性。将证明，在原则上，第五种力对电磁辐射的关联函数的影响可以用来检测新的力的存在。还将推导出实验参数的一些约束条件。
2001-07-16 gr-qc quant-ph
Magnetic Levitation as a New Probe of Non-Newtonian Gravity
Rice University（莱斯大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
MORRIS通过磁悬浮粒子探测非牛顿引力，提供新的实验方法和更严格的约束条件。
2026-01-27 gr-qc hep-ex hep-ph
Black Hole Dynamics at Fifth Post-Newtonian Order
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Columbia University（哥伦比亚大学）
本文基于世界线作用推导了第五后牛顿阶的偶次速度冲击、散射角和时间延迟，结合辐射反应和记忆贡献，提出了一种各向同性描述以确定系统演化。通过Feynman的i0+预设分离保守成分，揭示了记忆贡献的非局部特性，并统一了有效一身体系数。
2026-11-02 gr-qc hep-th
General-relativistic coupling between orbital motion and internal degrees of freedom for inspiraling binary neutron stars
我们分析了密近双星中中子星的内部自由度与恒星轨道运动之间的耦合。我们的分析是基于匹配的渐近展开的方法，是有效的，在每个恒星的内部引力强度的所有订单，但在“潮汐膨胀参数”（恒星半径）/（轨道分离）是微扰。在潮汐膨胀参数的一阶，我们表明，每颗恒星的内部结构是不受其同伴，与后1-牛顿的结果怀斯曼（gr-qc/9704018）。我们还表明，相对论性的相互作用，规模作为更高的权力的潮汐膨胀参数产生定性类似的影响，他们的牛顿同行：对每颗恒星的牛顿潮汐畸变都有修正，这两种修正都发生在潮汐膨胀参数的第三阶，对每颗恒星的中心密度的牛顿减小也有修正（牛顿的“潮汐稳定”），两者都是潮汐膨胀参数的六阶。有额外的相互作用，没有牛顿的类似物，但这些并没有改变每个恒星的中心密度高达六阶的潮汐膨胀参数。这些结果，结合以前对牛顿潮汐相互作用的分析，表明：（i）不存在大的广义相对论性挤压力，可以导致恒星在动力学轨道不稳定性之前坍缩成黑洞;（ii）关于合并的双中子星作为引力波爆发源的传统观点是正确的：也就是说，对引力波形的有限恒星尺寸修正对于探测聚并来说并不重要。
1998-07-14 astro-ph gr-qc
Effective field theory approach to the gravitational two-body dynamics, at fourth post-Newtonian order and quintic in the Newton constant
在广义相对论的后牛顿近似下，利用有效场论（EFT）框架研究了两体运动的四阶PN守恒动力学，五阶牛顿常数.这是使用EFT方法在第四PN阶下防止计算完整拉格朗日量的缺失部分之一。我们利用EFT引力理论中的图和无质量规范理论中的2点函数之间的类比，通过标准的多圈图解技术来解决4圈振幅的计算。对于那些可以直接比较的术语，我们的结果证实了以前使用不同方法进行的研究结果。
2017-03-29 gr-qc hep-ph hep-th
On the Apparent Ambiguities in the Post-Newtonian Expansion for Binary Systems
我们讨论了在后牛顿框架下计算二元黑洞动力学时产生的明显模糊性的来源。发散出现在近区和远区计算中，并且可能具有紫外（UV）或红外（IR）性质。有效场论（EFT）的形式主义阐明了起源的奇点，可能会引入明显的歧义。特别是，唯一的（物理）“模糊参数”，需要匹配计算对应于未知的有限尺寸效应，这首先出现在第五后牛顿（5PN）秩序的非旋转机构。我们表明，在近区的红外发散，困扰最近的衍生物的结合能在4PN顺序，无论是在ADM和“福克行动”的方法，可以通过实施所谓的“零箱”减法在EFT框架中解决的模糊性。该程序产生歧义的结果，而不需要额外的信息超出PN扩展。
2017-07-30 gr-qc hep-ph hep-th
Gravitational waves from spinning binary black holes at the leading post-Newtonian orders at all orders in spin
我们确定了一个快速旋转的黑洞双星系统的结合能、总引力波能流和引力波模，该系统工作在线性化引力和轨道速度的领先阶，但工作在黑洞的所有自旋阶。虽然自旋被非微扰地处理，令人惊讶的是，结合能和通量由简单的解析表达式给出，这些表达式是自旋中的有限（分别是三阶和五阶）多项式。我们的最终结果仅限于黑洞自旋与轨道角动量一致的准圆轨道的重要情况。
2018-06-21 gr-qc
Searching for screened scalar forces with long-baseline atom interferometers
针对暗区模型中普遍存在的屏蔽标量力，提出在10米级长基线原子干涉仪中配备环形平面源质量，通过Q翻转协议和原位校准程序解决背景区分与引力隔离问题，可将相关模型现有界限提高1至1.5个数量级。
2025-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fifth-Force Constraints from UV-Complete Scalar-Tensor Gravity
INAF – Osservatorio Astrofisico di Catania（意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天文台）；INFN, Sezione di Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Catania（卡塔尼亚大学物理与天文学系）
研究O(N)标量多重态非最小耦合到引力的重整化群流，在相互作用、非微扰紫外完备标量-张量理论的标度律附近，发现径向模对牛顿引力产生普适的汤川修正，紫外完备性将红外数据限制在一个有限楔形区域，从而在(α,λ)平面上排除部分参数空间，其中一部分低于当前实验排除包络，因此改进的第五种力搜索可直接检验此类紫外完备标量-张量模型。
2026-06-03 gr-qc hep-ph hep-th
Constraining the attractive fifth force in the general free scalar-tensor gravity with solar system experiments
研究一般自由标量-张量引力中的吸引性Yukawa第五力，计算轨道进动与PPN参数，并联合LLR、Cassini和水星观测对其强度进行严格约束。
2024-04-10 gr-qc
Radiative contributions to gravitational scattering
在广义相对论中，用常数变分法推导出辐射反应对两点质量经典散射的线性级效应。给出了散射过程中辐射-反应对4-动量变化的贡献的显式表达式，使能量、线动量和角动量的辐射损失达到线性量级。多项式依赖于4-动量变化的质量，导致非平凡的身份有关的各种辐射损失。为了$G^3$，我们的结果导致一个精简的经典推导结果最近在量子方法。在顺序$G^4$，我们计算所需的辐射损失，以下一个到下一个到领先的顺序在后牛顿展开，从而达到绝对的四分之一和四分之一后牛顿的准确度在4-动量变化。我们还提供了明确的表达式，在绝对第六后牛顿精度，辐射引力子贡献{ \it保守} $O(G^4)$散射。在订单$G^5$和$G^6$，我们推导出明确的理论表达式的最后两个迄今为止尚未确定的参数描述第五后牛顿动力学。我们在第五后牛顿水平的结果证实了[Nucl. Phys. \textbf{965}，115352（2021）]的结果，但与[Phys. Rev. \textbf{101}，064033（2020）]的结果存在一些分歧。
2021-11-29 gr-qc hep-th
Efficient resummation of high post-Newtonian contributions to the binding energy
费曼图的因式分解属性的上下文中的有效场论的方法来紧凑的二元问题最近已被用来有效地确定在第五后牛顿（5PN）阶的潜在的静态扇区。我们将此过程扩展到非静态图的情况下，我们用它来固定，通过初等代数运算，在5PN阶的一千多个图的值，这是一个相当大的一部分，需要充分确定在5PN的动态图。这个过程解决了冗余问题，困扰的结合能的计算相对于更“有效”的可观测量，如散射角，从而使谐波规范的EFT方法至少作为其他方法的可扩展性。
2021-02-19 gr-qc hep-th
The Fifth Force in the Local Cosmic Web
粒子物理学和宇宙学的标准模型的扩展经常导致长程第五力，其性质依赖于引力环境。第五，天体物理学尺度上的力最好在微扰理论失效的宇宙网中进行研究。我们目前的约束变色龙和carton-screened第五力与汤川耦合和megaparsec范围-以及未屏蔽的第五力与差分耦合到星系质量分量-通过搜索他们预测星系的恒星和气体之间的位移。从Alfred HI调查中获取数据，使用Desmond等人的地图识别星系的引力环境。（2018 a）和贝叶斯似然框架的前向建模，我们设置了相对于牛顿引力的第五力强度的上限，从范围$λ_C = 50$ Mpc的$ΔG/G_N < \text{few} \: \times 10^{-4}$到$λ_C = 500$ kpc的$ΔG/G_N \lesssim 0.1$。在$f(R)$重力中，这需要$f_{R0} < \text{few} \: \times \: 10^{-8}$。没有筛选的类似边界是$ΔG/G_N < \text{few} \: \times 10^{-4}$和$ΔG/G_N < \text{few} \times 10^{-3}$。这些是最严格的，也是星系尺度上仅有的第五种力的约束之一。我们展示了我们的结果如何与未来的调查数据加强，并确定了进一步的第五力测试超越太阳系的观测计划的关键特征。
2018-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The Effacing Principle in the Post-Newtonian Celestial Mechanics
本文利用引力标量张量理论的第一后牛顿近似，讨论了N体系统的隐去原理，即组成该系统的球对称体的运动方程对它们内部结构的依赖性。我们证明了当每个物体的二阶转动惯量与β-1成正比时（其中β是引力场的非线性测度），减弱原理是不成立的.在β=1的广义相对论中，与四阶转动转动惯量成比例的项违反了减弱原理。对于由中子星（NS）和/或黑洞（BH）组成的系统，这些项分别在第三和第五PN近似水平上对轨道运动方程作出贡献。
2006-12-02 gr-qc
Conservative Black Hole Scattering at Fifth Post-Minkowskian and First Self-Force Order
本研究利用世界线量子场论完成保守黑洞散射5PM阶与1SF阶的四圈计算，得到仅含权重≤3多重对数的散射角结果，并通过多项内部与外部检验。
2024-05-15 gr-qc hep-ph hep-th
Tail contributions to gravitational conservative dynamics
我们计算尾贡献的保守动力学的一个通用的自引力系统，为每一个多极秩序，无论是电和磁宇称。当引力辐射被源本身产生的静态曲率后向散射并被重吸收时，就会产生这种贡献。尾过程与从后牛顿第四阶开始的紧致二元动力学研究有关。在此背景下，我们解决了最近出现的差异，在第五后牛顿秩序之间的有效场论和自作用力的结果。
2021-12-30 gr-qc
Radiated momentum and radiation-reaction in gravitational two-body scattering including time-asymmetric effects
我们计算高后牛顿精度的4动量（线性动量，能量），辐射作为引力波在两体系统进行引力散射。我们包括，为第一次，所有相关的{ \it时间不对称}的影响，出现时，不断去三个后牛顿秩序超出领先后牛顿秩序。我们发现，包括时间不对称的辐射效应（无论是在尾巴和辐射反应的双曲运动）是至关重要的，以确保后闵可夫斯基展开（$G$展开）的辐射4-动量的质量多项式。施加相应的个人脉冲的质量多项式确定了保守的辐射贡献在第四后闵可夫斯基阶，并强烈约束他们在第五后闵可夫斯基阶。
2022-11-04 gr-qc
Gravitational dynamics at $O(G^6)$: perturbative gravitational scattering meets experimental mathematics
最近介绍的方法，引力动力学的二进制系统涉及复杂的积分，连接到非本地的时间相互作用产生的5圈水平的经典引力散射。我们完成了经典引力散射的分析评估在第六阶牛顿常数，$G$，并在第六后牛顿的准确性。我们使用计算技术开发的多圈费曼积分的评价，以获得我们的结果在两种方式：高精度的算术，产生重建的解析表达式，并直接集成{ \it通过}调和多项式。尾部对散射的贡献的解析表达式涉及到权重为4的超越常数。
2020-08-21 gr-qc hep-th
Screened Fifth Forces Mediated by Dark Matter-Baryon Interactions: Theory and Astrophysical Probes
我们推导了一种新的屏蔽机制的细节，该机制可以根据局域暗物质密度来屏蔽重子和暗物质的相互作用。在这个机制中，牛顿常数的值与暗物质的密度有关，这使得在密度小于银河系的星系中，天体物理现象可能会非常不同。参数化后牛顿参数$γ$，量化运动学和透镜探针之间的差异，也取决于暗物质密度。我们计算了不同的$G$对恒星演化的各个阶段的影响，专注于影响宇宙学的观测值：造父变星周期-光度关系和超新星Ia星等-红移关系。其他潜在的测试模型也进行了研究，包括主序星，主序星后，和低质量的矮星。最后，我们讨论了如何银河系外的测试$γ$可以提供补充约束。
2020-04-06 astro-ph.CO gr-qc
Interpretation of geodesy experiments in non-Newtonian theories of gravity
在地球附近对牛顿或爱因斯坦引力的偏差的检验与我们对地球形状和质量分布的了解有关。一方面，这些“修正的”引力理论的估计值可能是明确地依赖于地球模型的，而另一方面，地球引力场将作为一个系统误差。我们重新审视偏离牛顿引力所描述的汤川相互作用，可以产生的有限范围的第五种力的存在。我们表明，地球引力势的标准多极展开可以推广。特别是，多极系数取决于到地球中心的距离，因此不再适用于地球系统。这提供了新的方式来约束这样的汤川相互作用，并明确地证明了基于牛顿的大地测量实验的解释的局限性。反过来，大地测量数据的局限性限制了在空间测试重力的可能性。引力加速度描述的自旋加权球谐函数，使我们能够获得进入拉格朗日-高斯长期方程的扰动力。然后，这是用来讨论大地测量和修改重力实验之间的相关性和可能性，以打破他们的简并。最后，我们表明，鉴于现有的限制，汤川第五力预计将是次主导的卫星动力学和空间大地测量实验，只要他们在海拔超过几百公里。重力测量必须在仪器精度方面至少提高两个数量级，才能利用卫星大地测量来改善目前对修正重力的限制。
2018-08-01 astro-ph.CO gr-qc physics.geo-ph
Corrections to the gravitational wave phasing
引力波经过很长的宇宙学距离到达干涉仪，与（均匀和各向同性的）宇宙学背景相互作用，因此一般来说，它的振幅和相位以某种非平凡的方式被修改。随着干涉仪灵敏度的提高，人们可以检测到对短波长近似的修正，这自然包括宇宙演化的信息。在这项工作中，纽曼彭罗斯变量$Ψ_4$已计算表明，有两个新的修正短波长近似。一个形式上发生在第一后牛顿阶，但被哈勃参数高度抑制;另一个发生在第五后牛顿阶，这是由于振幅的变化。第一个修正包含宇宙的演化，但它可能不容易被发现。第二个问题表明，在计算更精确的高阶后牛顿项波形时，必须对短波近似进行修正。
2020-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Post-Newtonian parameters and cosmological constant of screened modified gravity
屏蔽修正引力（SMG）是一种具有屏蔽机制的标量-张量理论，它能在高密度环境中产生屏蔽效应，抑制第五种力，通过太阳系实验验证。同时，理论中的标量场势也能驱动晚期宇宙的加速。本文计算了具有一般势$V$和耦合函数$A$的SMG的参数化后牛顿（PPN）参数$γ$和$β$，有效引力常量$G_{\rm eff}$和有效宇宙学常数$Λ$.这些参数对SMG的模型参数和/或源对象的物理性质的依赖性被清楚地呈现。作为这些结果的应用，我们集中在三个具体的SMG理论（变色龙，双光子和双光子模型）。利用这些公式计算了它们的PPN参数和宇宙学常数，并结合太阳系和宇宙学尺度的观测，导出了对模型参数的约束条件。
2016-05-18 astro-ph.CO gr-qc
Conservative Black Hole Scattering at Fifth Post-Minkowskian and Second Self-Force Order
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Max Planck Institut für Gravitationsphysik (Albert Einstein Institut)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
该研究利用世界线量子场论形式，在五阶后闵可夫斯基和二阶自力作用下计算经典黑洞散射的保守贡献，通过四环计算求解主积分，针对虚假速度发散提出保守处方，结果符合后牛顿文献低速检验。
2026-07-15 gr-qc hep-ph hep-th
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
Post-Newtonian Dynamics of Spinning Black Hole Binaries in Einstein-Scalar-Gauss-Bonnet Gravity
本文用EFT扩展Routhian形式，首次推导一般ESGB引力中自旋黑洞双星至3PN阶的有效两体势，并通过慢旋转解析解匹配得到黑洞敏感度。
2024-08-26 gr-qc hep-th
Constructing a Mass-Current Radiation-Reaction Force For Numerical Simulations
我们提出了一组新的3.5后牛顿方程，其中牛顿流体力学与引力辐射发射的非保守效应相耦合。我们的形式主义在两个重要方面不同于Blanchet（1993，1997）提出的类似的3.5后牛顿方法。首先，我们只集中在时变质量电流四极$S_{ij}$产生的辐射反应效应。其次，我们采用了一种规范，其中辐射-反作用力密度取决于$S_{ij}$的四阶时间导数，而不是像Blanchet方法那样取决于五阶时间导数。这种差异使得我们的形式主义特别适合于数值实现，并可以证明是有用的，在进行充分的数值模拟最近发现的旋转中子星受到轴向扰动的$r$模式的不稳定性。
1999-05-08 astro-ph gr-qc
Restricted three-body problem in effective-field-theory models of gravity
经典天体力学的一个突出问题是限制性三体问题，即一个小质量的小行星受到两个大质量天体的牛顿引力，例如在日地月系统中。另一方面，在过去的几十年里，在量子引力的文献中，对牛顿势的量子修正进行了系统的研究。本文研究了这些微小的量子修正对平衡点计算的影响。它表明，尽管修正的极端小，有没有选择这些修正的所有定性特征的限制在牛顿理论中的三体问题的符号不受影响。此外，平衡点的一阶稳定性通过求解一对五次代数方程来表征，其中某些系数依赖于普朗克长度。相对于牛顿理论，稳定平衡点的坐标略有变化，因为小行星与两个大质量天体的距离不再相等。这种效应在概念上很有趣，但太小而无法观察到，至少对于太阳系中的限制性三体问题来说是这样。
2014-02-12 gr-qc
Gravitating binaries at 5PN in the post-Minkowskian approximation
本文用有效场论方法在后闵可夫斯基近似下计算了一个五阶后牛顿紧二元系统的能量。这一结果允许确定，第一次超过测试粒子的限制，一个系数的能量表达式为二进制点质量的圆形轨道上的轨道角频率的函数。
2014-01-24 gr-qc
Exploring the gauge flexibility of the linear-in-spin effective-one-body Hamiltonian at the 5.5 post-Newtonian order
本文探讨了线性自旋有效单体哈密顿量在5.5后牛顿阶的规范灵活性，通过比较两种自旋规范选择，发现反DJS规范在并合动力学描述上有所改进。
2025-11-20 gr-qc hep-th
Third post-Newtonian effective-one-body Hamiltonian in scalar-tensor and Einstein-scalar-Gauss-Bonnet gravity
本文在 ST 与 ESGB 引力中构建 3PN 阶 EOB 哈密顿量，纳入非局域尾波与偏心率至六阶效应，并计算移位对称 ESGB 双黑洞 ISCO 频率，为超越广义相对论的引力波建模奠定基础。
2023-06-06 gr-qc
Constraining modified gravity with quantum optomechanics
我们推导出最好的可能的界限，可以放在汤川和变色龙一样的修改牛顿引力势与腔光机械量子传感器。通过模拟振荡源球的光学机械系统的第一原理的影响，我们得出的基本灵敏度，这些修改可以检测到的情况下，环境噪声。特别是，我们考虑到大尺寸的光机械探针相比，我们希望探测的第五个力的范围和量化所产生的屏蔽效果时，源和探针都是球形的。我们的研究结果表明，在高真空中的光机系统，在原则上，进一步约束的变色龙类修改牛顿引力的参数。
2022-04-01 gr-qc quant-ph
Conservative binary dynamics beyond order $α^5$ in electrodynamics
本研究借助电磁版有效单体形式体系，将Schild的精确圆轨道双电荷解信息转移到散射角后洛伦兹展开中，算出电磁耦合六阶、速度四阶的经典带电粒子保守散射角，突破了此前耦合五阶的研究水平。
2024-10-07 gr-qc hep-th
Classical Gravitational Scattering at ${\cal O}(G^3)$ from Feynman Diagrams
本文用费曼图方法计算了经典极限下引力相互作用大质量粒子的双圈散射振幅。方便的是，我们可以利用测试粒子极限来避开最繁琐的图解，在这个极限中，系统完全由在史瓦西时空中传播的粒子来表征。我们假设引力子场基和规范固定的一般选择，其中包含作为一个子集，著名的deDonder规范和它的各种表兄弟。作为一个高度非平凡的一致性检查，所有规范参数从最终答案中消失。此外，我们的结果与Bern等人的结果完全一致，这里验证了第六后牛顿秩序，同时也再现了相同的唯一速度remation在第三后闵可夫斯基秩序。
2020-03-18 gr-qc hep-ph hep-th
Hamiltonian formulation of general relativity and post-Newtonian dynamics of compact binaries
本文在Arnowitt-Deser-Misner形式体系下研究广义相对论哈密顿表述与致密双星后牛顿动力学，推导了多阶无自旋、含自旋及潮汐作用的哈密顿量与辐射反作用结果，梳理了领域历史问题。
2024-05-17 gr-qc hep-th
Gravitational radiation contributions to the two-body scattering angle
我们计算了一类涉及引力辐射自由度交换的特定相互作用对两体散射角的贡献，包括非线性记忆过程和辐射反应效应的平方。我们的计算是直接从运动方程，从而计算保守和耗散过程的整体效果。这些贡献原则上提供了计算第五后牛顿散射角的最后缺失成分，第四后闵可夫斯基阶。
2023-01-20 gr-qc hep-th
Post-Newtonian orbital mechanics around a black hole in modified gravity
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；University of Potsdam（波茨坦大学）；European Space Agency（欧洲空间局）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
本文研究了在修正引力（MOG）框架下，S星围绕银河中心超大质量黑洞轨道的扰动，探讨了MOG对轨道元素、观测参数及暗物质场景的潜在退化效应，并通过数值积分后牛顿方程验证了MOG对轨道进动的显著影响。
2026-05-20 gr-qc
Extremal Black Holes as Relativistic Systems with Kepler Dynamics
本文证明具有类开普勒形式哈密顿量的相对论双星系统可与开普勒问题轨道等价，并由带电荷和标量毛的极端黑洞实现，且到后牛顿五阶可通过正则变换与时间重参数化明确联系到开普勒问题。
2024-07-01 gr-qc hep-th math-ph
