Photon-graviton pair conversion
我们把引力子和光子的转换看作是一个四波混频过程。本文得到了一个包含两个引力子和两个光子的非线性耦合方程组，发现了不同自由度之间的能量交换，得到了散射振幅，由此可以得到非相干过程的截面，给出了一个解析例子，并讨论了它在早期宇宙中的应用。
2005-12-09 gr-qc hep-ph hep-th
Conversion of Gravitons into Dark Photons in Cosmological Dark Magnetic Fields
众所周知，在宇宙磁场存在的情况下，引力子可以转换为光子，反之亦然。我们在原子暗物质的背景下研究这个转换过程。在这种情况下，我们可以期待宇宙学暗磁场，这是从宇宙微波观测的严格约束自由。我们发现引力子在宇宙暗磁场中可以有效地转化为暗光子。引力子-暗光子转换效应可能为超高频引力波的研究打开新的窗口。
2018-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Graviton-photon conversions in Euler-Heisenberg nonlinear electrodynamics
本研究在均匀恒定磁场中考虑欧拉-克克尔-海森堡非线性电动力学修正，分析引力子-光子转化，发现非线性修正引发手征引力子传播方程，使引力波产生类似光子的双折射效应，且引力存在时需用电磁场表述结果。
2024-05-20 gr-qc hep-ph
Violation of the Leggett-Garg inequality in photon-graviton conversion
Kyoto University（京都大学）；Kyushu University（九州大学）；National Institute of Technology Tokuyama College（国立技术山口学院）；Hiroshima University（广岛大学）；Yasuda Girls’ Junior & Senior High School（安田女子初中及高中）
研究光子-引力子转换中Leggett-Garg不等式的违背，通过在磁场背景下分析，发现初始单光子态转换产生的叠加态经连续投影测量的时间相关性违背该不等式，为探索引力量子本质提供新途径。
2026-07-15 gr-qc hep-th quant-ph
Resonant high energy graviton to photon conversion at post recombination epoch
本文研究了高能引力子在大尺度宇宙磁场中后复合时的共振转换。结果表明，共振光子产生的几率比非共振光子产生的几率高得多。因此，可能会产生可观测到的宇宙伽马射线各向同性背景。正如我们先前的论文所表明的，在大爆炸核合成（BBN）之前的早期原初黑洞（PBH）可能是高频引力波的有效来源。对于质量约为$10^8$ g的原始黑洞，产生的光子将是软到硬宇宙X射线背景（CXB）的主要成分，对于较低的质量，光谱向下移动到紫外和光学。
2013-05-08 astro-ph.CO gr-qc
On graviton-photon conversions in magnetic environments
本文重新考察 Gertsenshtein 机制，指出弯曲时空中电磁场识别与度规微扰的重要性，并发现磁环境可在引力波方程中诱发快子不稳定性项。
2024-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Tadpole contribution to magnetic photon-graviton conversion
磁场中的光子-引力子转换是一个通常在树水平上研究的过程，但标量和旋量引起的单圈修正也已被计算。从树级过程中继承，在一个循环中，人们发现振幅依赖于光子偏振，导致二向色性。然而，以前的计算忽略了蝌蚪的贡献，这种贡献被认为是在QED中消失了几十年，但错误地如此，如H。2016年，Gies和作者之一。在这里，我们计算这个失踪的图表在封闭的形式，并表明，它不有助于二向色性。
2021-11-03 gr-qc hep-ph hep-th
Graviton to photon conversion in curved space-time and external magnetic field
该研究在弯曲时空及外部磁场中推导引力波与电磁波耦合方程组，数值求解表明星系际磁场中的引力波-光子转换对遗迹引力波振幅和频谱影响甚微。
2023-12-26 astro-ph.CO gr-qc
Resonant Graviton-Photon Conversion with Stochastic Magnetic Field in the Expanding Universe
本研究探讨宇宙磁场引发的引力子-光子振荡，采用微扰方法发现随机磁场模型中转换概率可共振增强，结合宇宙膨胀退相干效应得出与传统模型不同的结果，为高频引力波和原初磁生成研究提供新观测路径。
2024-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Graviton to Photon Conversion via Parametric Resonance
研究了电磁场在引力波作用下的参量共振激发。我们发现存在窄带共振。对于真空中的电磁场，共振只发生在第二波段，因此它的强度被引力波振幅的两个幂所抑制。另一方面，在介质中的电磁场的光速小于1（自然单位）的情况下，存在傅立叶模式的频带，其在第一频带中经历谐振。
2023-03-28 astro-ph.CO gr-qc
Graviton-photon conversion in blazar jets as a probe of high-frequency gravitational waves
研究耀变体喷流中引力子-光子转换，利用Mrk 501三种模型计算转换率并约束随机引力波，在10^8至10^15 Hz频段获得更严格限制。
2025-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves from Primordial Magnetic Fields via Photon-Graviton Conversion
我们探索了早期宇宙中的一个新过程，在这个过程中，热化光子在强原始磁场的存在下转化为引力子。结果表明，产生的引力波频率一般为GHz量级，振幅可达$ Ω_\mathrm{GW}h^2 \sim 10^{-10}$。如果用探索该频率区域的技术的未来发展来检测，所产生的随机GW背景使我们能够知道原始磁场何时产生以及产生的强度。从GWs的峰值频率，我们还可以探测到当时的相对论自由度的数量。
2020-11-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mixing of gravitons with photons in primordial magnetic fields
本文讨论在大尺度宇宙磁场中残余引力子向光子的转换。结果表明，转换概率是相当大的后复合时期与相当大的密度形成的光子。产生的电磁辐射对宇宙河外背景光有很大贡献，甚至可以解释宇宙X射线背景过剩。
2013-07-30 astro-ph.CO gr-qc
Prompt And Delayed Radio Bangs At Kilohertz By SN 1987A: A Test For Graviton-Photon Conversion
SN 1987A 的千赫兹脉冲和延迟无线电爆测试引力子-光子转换，探讨其在星际和行星磁场中的转换机制及对高能超新星和宇宙背景辐射的影响。
1996-04-10 astro-ph astro-ph.CO astro-ph.HE
Graviton-photon conversion in stochastic magnetic fields
本文研究随机高斯磁场中引力子-光子转换，推导引力波强度与偏振的期望值和方差，揭示其随磁场关联长度、传播距离和等离子体质量的依赖关系，并发现窄方差频段、螺旋度诱导的圆偏振峰及强度-圆偏振一致性关系。
2025-11-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Conversion of relic gravitational waves into photons in cosmological magnetic fields
讨论了引力波到电磁辐射的转换。计算了在复合时期和随后的宇宙学阶段中，在宇宙学背景磁场存在下引力子转变为光子的几率。产生的电磁辐射集中在光谱的X射线部分。研究表明，如果宇宙在大爆炸核合成（BBN）之前是由原初黑洞（PBH）主导的，那么PBH发射的残余引力子将在宇宙磁场中转化为光子，从而转化为几乎各向同性的电磁辐射背景.这种河外辐射可能是宇宙X射线背景的显著甚至主要成分。
2012-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Super-Enhanced Absorption of Gravitons in Atomic Gases
本文提出利用激光场支撑的原子气体探测引力子，借助涉及同步多光子-多原子过程的集体量子电动力学放大效应，将引力子吸收跃迁速率提升至可观测水平。
2025-07-23 gr-qc physics.atom-ph
Maximal chirality transfer in the photon-graviton conversion in the early universe
本文研究了早期宇宙辐射主导时期手征电磁波在原初磁场中转化为手征引力波的现象，发现转换概率随磁场增强而增加但与背景场手征性无关，且产生的手征引力波在约100 GHz处能量密度达峰值，特征应变可被高频引力波探测任务探测。
2024-12-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Graviton Scattering on Gravitational Atoms: Relic Graviton Shot Noise
本文研究引力子在引力原子上的散射，证明总吸收截面具有普适性，仅正比于普朗克面积与一个无量纲因子，并探讨探测遗迹引力子散粒噪声的可能。
2025-06-16 gr-qc hep-th
Aspects of Graviton Detection: Graviton Emission and Absorption by Atomic Hydrogen
用半经典方法和场论方法计算了氢原子的引力子吸收截面和发射率。指出了文献中关于引力子自发发射及相关现象的几个错误，其中一些错误是由于线性化相互作用哈密顿量的规范不变性引起的。
2006-09-27 astro-ph gr-qc quant-ph
Graviton-photon oscillation in a cosmic background for a general theory of gravity
该研究在宇宙学场景下考虑背景宇宙磁场与不同引力框架，探究引力子-光子振荡现象，得到表征转化概率衰减的阻尼项，并指出退相干效应对该现象的潜在相关性。
2023-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Absorption of Gravitons and Photon Luminosities of Interstellar/Intergalactic Hydrogen Atoms
Institute of Nuclear and Particle Physics, NCSR ”Demokritos”（德谟克利特国家科学研究中心核与粒子物理研究所）；School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；School of Science, Quantum Optoelectronics Lab, Westlake University（西湖大学理学院）
基于Weinberg、Gould、Dyson等人的结果，计算氢原子对引力子的吸收和发射率，提出通过测量星际和星系际氢原子光子光度比的过剩来间接探测引力子。
2026-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Atomic electron transitions of hydrogen-like atoms induced by gravitational waves
本文通过协变狄拉克方程中的最小耦合研究引力波对类氢原子的影响，推导出独特的电子跃迁选择定则，为探测超高频引力波和验证引力子存在提供了新途径。
2023-12-20 gr-qc
Reflecting Gravitons: The Graviton Laser and the Gertsenshtein effect
Université de Montréal（蒙特利尔大学）；Indian Institute of Technology Gandhinagar（甘地纳加尔印度理工学院）
本文探讨了在实验室中构建引力子激光的可能性，通过将引力子转化为光子并反射再转换回引力子，从而在实验室中实现引力子激光，利用格尔茨琴舍效应实现引力子的反射。
2026-05-13 gr-qc hep-th
Graviton Floor
Graduate Institute for Advanced Studies, SOKENDAI（SOKENDAI高级研究研究生院）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Department of Physics, Kobe University（神户大学物理学系）；Department of Astronomy, The University of Tokyo（东京大学天文学系）；Theory Center, IPNS, KEK（KEK高能加速器研究机构IPNS理论中心）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学UTIAS卡弗里宇宙物理起源研究所(WPI)）；Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理学系）
研究宇宙光子背景在银河系和耀变体喷流磁场中转化为引力子的过程，发现耀变体喷流贡献主导，形成高频引力波探测器的引力子背景（类似中微子背景）。
2026-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Photon evolution through light-particle conversion in stochastic magnetic fields: Kramers--Kronig relations and universality
Kobe University（神户大学）；Kyoto University（京都大学）
本研究构建了随机磁场中光子向伸缩子等轻粒子转换的演化框架，利用克拉默斯-克朗尼格关系揭示其非幺正演化特性，发现磁螺旋性诱导的光子转换具普适性及双折射等响应。
2026-10-09 gr-qc hep-ph hep-th
Graviton-Photon Oscillations as a Probe of Quantum Gravity
本研究探讨利用Gertsenshtein效应通过引力子-光子转化探测单引力子以验证量子引力的方案，指出现有单光子探测技术下该探测器效率极低，未来Hz至kHz频段探测器或可在天体尺度实现高效探测，但其可行性尚不明确。
2024-09-26 gr-qc hep-th
Massive graviton dark matter searches with long-baseline atom interferometers
本文研究原子干涉仪对自旋-2超轻暗物质的探测灵敏度，涵盖Fierz-Pauli及洛伦兹破缺框架，通过标量、矢量、张量耦合产生相移，开辟暗物质探测新前沿。
2025-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cavity-QED Transducer of Gravitons
University of Isfahan（伊斯法罕大学）；Université de Toulouse, OMP, IRAP（图卢兹大学，O MP，IRAP）；Kobe University（神户大学）
本文提出利用腔量子电动力学实现光子与引力子的相互作用，通过打破对称性实现非零耦合，并探讨了在经典和量子极限下的不同行为，展示了引力子探测的新方法。
2026-03-29 gr-qc quant-ph
Imprints of Dark Photons on Gravitational Wave Polarizations
Kyoto University（京都大学）；Kobe University（神户大学）；National Institute of Technology, Tokuyama College（国立技术大学山口学院）；Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室）
研究暗光子与引力子的转换过程，揭示其对引力波极化的影响及演变机制。
2026-01-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Upper limits on the amplitude of ultra-high-frequency gravitational waves from graviton-photon mixing
在这项工作中，我们提出了随机超高频引力波存在的第一个实验上限。我们排除了引力波的频带从$(2.7 - 14)\times10^{14}~$ Hz和$(5 - 12)\times10^{18}~$ Hz下降到特征振幅的$h_c^{\rm min}\approx6\times 10^{-26}$和$h_c^{\rm min}\approx 5\times 10^{-28}$在$95~$ %的置信水平，分别。为了获得这些结果，我们使用了现有设施的数据，这些设施的目的是检测WISP（弱相互作用细长粒子），指出这些设施也对磁场存在下引力子到光子转换的引力波敏感。这一原理适用于所有这类实验，具有约束（或探测）的前景，例如，来自早期宇宙中光的原始黑洞蒸发的引力波。
2020-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
One loop photon-graviton mixing in an electromagnetic field: Part 3
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿罗森多夫赫尔姆霍兹中心）；Dipartimento di Fisica ed Astronomia, Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文系）；INFN, Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼部分所）；Helmholtz-Institut Jena（耶拿赫尔姆霍兹研究所）；Theoretisch-Physikalisches Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学理论物理研究所）；Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo（圣尼古拉斯伊达尔戈米却肯大学物理数学科学学院）
本文研究电磁场中光子-重力子混合，通过统一计算三个图示揭示一阶环状图的贡献，并验证引力Ward恒等式对磁双折射的影响。
2026-01-30 gr-qc hep-ph hep-th
Generalized Glauber theorem for dark-matter axion and graviton detection
University of Warsaw（华沙大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
该研究扩展广义格劳伯定理，将其用于暗物质轴子与引力子探测，推导相关c数方程，为经典背景粒子产生提供统一描述，为量子增强轴子搜寻模拟奠定基础。
2026-08-06 gr-qc hep-ex hep-ph
Real inertons against hypothetical gravitons. Experimental proof of the existence of inertons
在此之前，有一位作者曾提出[《物理学论文集》，第6卷，554（1993）;第10卷，407（1997）]一种在被视为原始细胞介质的真空框架内的粒子运动机制，即量子以太。这种机制的主要特点是，在粒子周围存在着以太介质的特殊元激发--惯性子。本文讨论惯性子对固体中原子集体行为的影响。结果表明，惯性子应有助于原子在晶格中的相互作用的有效势。分析了从原子振幅值中分离出惯性子贡献的可能性。进行了假设惯性子场存在的实验。由该场引起的试样结构的预期变化实际上令人信服地固定在显微照片中。
2000-07-11 astro-ph cond-mat.mtrl-sci gr-qc
Photons generated by gravitional waves in the near-zone of a neutron star
当一个引力波或引力子穿过一个电或磁背景时，它有一定的概率转化为光子。本文在闵可夫斯基时空和弯曲时空中，都考虑了偶极磁场作为这种背景，在中子星的近区。在前一种情况下，我们发现垂直于背景磁场而不是平行于背景磁场的引力子可以更有效地转化为电磁辐射场。在后一种情况下，我们主要讨论引力子在中子星附近沿径向运动的情况。中子星的半径约为十公里，因此长波长或低频率的引力波可能会通过衍射绕过中子星。对于高频引力波，转换几率与距离的平方成正比，与静电或磁场背景的情况一样。偶极场与中子星北极的倾角越小，磁振幅越大。描述弯曲时空的项会稍微提高这种概率。我们估计这个值大约是$\sim 10^{-14}- 10^{-10}$的数量级。因此，可以预期，这种转换过程可能有潜力为观测高频引力波打开一个窗口。
2022-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
An angular momentum based graviton detector
我们证明了具有能量$E<Ω$的引力子，其中$Ω$是局域非相对论系统的能隙，可以通过与探测器的有限时间相互作用来探测。我们的探测器是基于线性近似下氢原子与引力场之间的四极矩相互作用。在这个模型中，负责开关相互作用的外部代理将能量输入到系统中，即使场处于真空状态，也会产生非零的激发概率。然而，当引力场是一个单粒子状态的角动量，我们得到的激发，由于现场的粒子内容。这些探测器激发然后与引力子的探测相关联。我们还讨论了一个可能的物理实现我们的模型中的电磁场发挥作用的外部代理。
2022-01-18 gr-qc hep-th quant-ph
High frequency background gravitational waves from spontaneous emission of gravitons by hydrogen and helium
引力量子化的一个直接结果就是引力子的存在。因此，原子从激发态到低能态的自发跃迁伴随着引力子的发射是可以预期的。本文将宇宙中氢和氦复合后发射的引力子作为高频背景引力波的可能源，计算了其能量密度谱。显式计算表明，最显著的贡献来自单电离态氦原子$\mathrm{He}^{+}$的$3d-1s$跃迁，它在$\sim10^{13}$ Hz处产生一个频率峰.虽然相应的能量密度太小，即使用当今最先进的技术也无法检测到，但我们相信$\mathrm{He}^{+}$的自发发射是高频引力波的天然来源，因为如果我们接受我们已经熟悉的基本量子原理也适用于引力的量子理论，它就是一个直接的结果。
2021-05-22 gr-qc hep-th quant-ph
Using an atom interferometer to infer gravitational entanglement generation
如果引力扰动被量子化为引力子，就像电磁场和光子一样，那么由此产生的引力子相互作用应该导致大质量物体之间的纠缠相互作用。我们建议对这一预测进行检验。为此，我们引入了交互式量子信息传感的概念。这种新的传感协议是专为可证明的验证弱动力学纠缠产生对系统之间。我们表明，该协议是非常强大的典型的热噪声源。此外，可以通过使用初始热状态和/或经由非重力相互作用的纠缠的初始阶段来增加灵敏度。我们概述了一个具体的实施测试的能力，引力场产生原子干涉仪和机械振荡器之间的纠缠。初步的数值估计表明，近期的设备可以可行地用于执行实验。
2022-01-26 gr-qc hep-th quant-ph
Probing high frequency gravitational waves with pulsars
本文研究了脉冲星磁层中的引力子-光子转换，利用Crab和Geminga脉冲星观测数据约束了高频随机引力波，填补了现有实验空白并推动了引力波观测的频率前沿。
2023-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational wave search through electromagnetic telescopes
本文通过分析引力子-光子在地球、银河系及星系际磁场中的转换，利用望远镜光子通量观测约束推导出 $10^{7}$-$10^{35}$ Hz 频段的随机引力波上限，并指出该方法可为高频引力波观测开辟新途径。
2024-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
