Gravitational self-force corrections to tidal invariants for spinning particles on circular orbits in a Schwarzschild spacetime
我们计算引力自作用力修正的潮汐不变量的自旋粒子沿圆形轨道在史瓦西时空。特别地，我们考虑了重电四极潮汐张量的平方和立方以及重磁四极潮汐张量的平方。我们的结果是准确的一阶自旋和通过9.5后牛顿秩序。我们还计算了相关的电型和磁型本征值。
2018-06-09 gr-qc
Hyperbolic-like elastic scattering of spinning particles by a Schwarzschild black hole
研究了自旋粒子被Schwarzschild黑洞的散射。根据Mathisson-Papapetrou-Dixon模型，在给定的引力背景场中描述了扩展体的运动。赤道平面被视为轨道平面，自旋矢量以恒定的大小与它正交。的运动方程解析解的封闭形式，以一阶自旋和解决方案是用来计算校正标准测地散射角以及捕获截面的黑洞。
2018-08-17 gr-qc
Approximate Equations of Motion for Compact Spinning Bodies in General Relativity
本文用Einstein、Infeld、Hoffmann曲面积分法导出了陀螺仪在地球引力场中运动的近似方程。该方法不需要知道与陀螺仪相关的能量-动量-应力张量，并且仅使用其外部场来表征。所得的运动方程不同于以前的推导。
2005-11-21 gr-qc
From Schwarzschild to Kerr: Generating spinning Einstein-maxwell fields from static fields
克尔解是由史瓦西解通过一个简单的组合的真正的全球坐标变换和不变性变换作用于空间的爱因斯坦-麦克斯韦方程组的定态解。同样的变换可以用来从任何静态的轴对称位形生成自旋场位形。我们说明了这一点，从连续家庭的Voorhees-Zipoy真空解决方案的家庭赋予质量，角动量，偶极磁矩和四极电矩的解决方案。
1997-10-23 gr-qc hep-th
Stability of circular orbits of spinning particles in Schwarzschild-like space-times
本文研究了类Schwarzschild背景下自旋试验粒子的圆轨道及其稳定性。对于这些时空，运动方程允许代表圆形轨道的解，其中粒子自旋是恒定的并且垂直于轨道平面。对于德西特背景，轨道总是稳定的，粒子的速度和动量沿它们共线。求解了自旋质量比相同的粒子的世界线偏差方程，并利用得到的偏差矢量研究了轨道的稳定性。结果表明，轨道是稳定的对径向摄动。得到了系统抗法向扰动稳定性的一般判据。显式计算的情况下，史瓦西时空导致的结论，轨道是稳定的。
2010-05-18 gr-qc
Gravitational Acceleration of Spinning Bodies From Lunar Laser Ranging Measurements
太阳对地球和月球的相对论引力梯度加速度，取决于后者的运动，作用于系统的内部角动量。这种自旋-轨道力（在确定天体物理源的重力波信号模板中起作用）略微加速了整个地月系统，但它更强烈地干扰了该系统的内部动力学，具有5厘米的会合振荡范围贡献，目前通过三十多年的月球激光测距测量到4毫米的精度。
2002-12-09 gr-qc
Recurrence analysis of spinning particles in the Schwarzschild background
在这项工作中，自旋粒子运动的史瓦西背景下的动力学进行了研究。特别地，利用庞加莱截面和递归分析的方法来区分混沌和有序。结果表明，轨道运动的混沌或规则性质反映在引力波上。
2019-03-01 gr-qc nlin.CD
Comment on "Chaotic orbits for spinning particles in Schwarzschild spacetime"
\cite{Verhaaren10}的目标是在史瓦西时空中自旋运动的试验粒子的混沌的天体物理相关性。即使研究的结果似乎是在定性与类似的作品，在\cite{Verhaaren10}中提出的研究遭受理论和技术问题。本评论中讨论了这些问题。
2016-04-11 gr-qc nlin.CD
Spinning bodies in General Relativity
本文描述了在试验粒子极限下弯曲时空中紧密自旋物体动力学的协变哈密顿形式。该结构允许一个大类的汉密尔顿帐户的具体性质和相互作用的旋转机构。讨论了极小和特定非极小哈密顿量的动力学性质。一个独立的推导的运动方程从一个适当的能量动量张量。它示出了如何获得运动常数，背景独立和背景依赖的。
2015-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spinning bodies in curved space-time
在实验粒子极限下，研究了弯曲时空中中性和带电自旋体的运动。我们使用一个封闭的协变泊松-狄拉克括号制定，它允许不同的选择的哈密顿运动方程。我们推导出运动常数存在的条件，并将其应用于球对称时空的情形。我们表明，在史瓦西或Reissner-Nordstrøm背景下，在稳定轨道上的旋转天体的近星点不仅进动，而且径向变化。通过分析圆周运动的稳定性条件，我们发现最内层稳定圆轨道（ISCO）作为自旋的函数。结果表明，对于增加的顺时针自旋，ISCO存在一个绝对下限。最后，我们建立的运动方程也可以从爱因斯坦方程使用适当的能量动量张量自旋粒子。
2016-02-15 gr-qc
Gravitational Interaction of Spinning Bodies, Center-of-Mass Coordinate and Radiation of Compact Binary Systems
引力相互作用中的自旋-轨道和自旋-自旋效应与原子中的精细和超精细相互作用密切类似。讨论了质心坐标的正确定义。然后将所发展的技术应用于致密双星的引力辐射。我们的自旋轨道修正的结果不同于其他作者得到的。指出了自旋粒子在引力场中运动可能产生的新效应。相应的自旋非线性修正，原则上与普通的自旋-自旋相互作用具有相同的数量级。
1996-02-01 gr-qc
Isofrequency pairing of spinning particles in Schwarzschild-de Sitter spacetime
在史瓦西时空中（更一般地说在克尔时空中），强场区存在一对具有相同径向和方位角频率的几何上不同的类时测地线。这种所谓的等离子体配对的出现与引力波观测有关。本文在两个方向上推广了同构配对的结果。首先，我们允许一个（正的）宇宙学常数，即，我们用史瓦西-德西特时空取代史瓦西时空。其次，我们不仅考虑无自旋的测试粒子（即，类时测地线），但也有自旋的测试粒子。在后一种情况下，我们只限于运动在赤道平面内，自旋垂直于这个平面的情况。我们发现，宇宙学常数以及自旋对频率域中束缚运动的描述有明显的影响。
2015-05-21 gr-qc
Classical potential for general spinning bodies
本文计算了在主导牛顿常数$G$和自旋各阶下一般自旋物体的引力势的自旋相关项。我们利用壳层方法，它直接从散射振幅中提取经典势。对于自旋粒子，由于每个粒子的自旋空间是独立的，因此需要格外小心。一旦应用了适当的匹配程序，取经典自旋极限，我们就得到了一般自旋物体的势能。当威尔逊系数设置为1时，我们成功地再现了克尔黑洞的势。有趣的是，对于有限自旋，我们发现从Kerr Wilson系数的有限自旋偏差抵消与匹配过程中，再现克尔势，而不需要采取经典的自旋限制。最后，我们发现，当投入手征基础，自旋依赖的最小耦合表现出因式分解，使我们能够采取的经典自旋限制直接向前。
2020-09-25 gr-qc hep-th
Analytic motions of spinning particles in Schwarzschild-(anti-)de Sitter spacetime
Shanghai Normal University（上海师范大学）
该研究在Mathisson-Papapetrou-Dixon形式下，利用自旋变形五次多项式分类轨道，解析求解了Schwarzschild-(anti-)de Sitter时空中自旋粒子的运动，发现超过Stuchlík极限时自旋粒子仍可束缚。
2026-09-10 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
Spinning bodies and the Poynting-Robertson effect in the Schwarzschild spacetime
史瓦西时空中的自旋粒子由于其自旋而偏离测地线行为。当测试辐射场叠加在史瓦西背景上时，无自旋粒子也偏离测地线行为：实际上与辐射场的相互作用，即，辐射的吸收和再发射导致了一种类似摩擦的阻力，这种阻力是牛顿引力中已经存在的众所周知的效应，即坡印廷-罗伯逊效应。在这里，坡印廷-罗伯逊效应扩展到自旋粒子的情况下，通过修改Mathisson-Papapetrou模型描述的自旋测试粒子的运动，占辐射力的贡献。所得方程的数值积分和一些典型的轨道与无自旋的情况下进行了比较。此外，自旋和辐射力之间的相互作用进行了讨论，通过分析偏离圆测地线运动的赤道平面上的贡献时，由于辐射也可以被视为一个小扰动。最后，从测地半径的径向变化量的估计被证明是可测量的原则。
2011-07-14 gr-qc
Conservative and radiative dynamics of spinning bodies at third post-Minkowskian order using worldline quantum field theory
利用自旋世界线量子场论方法，我们计算了两个任意取向的自旋质量体（黑洞或中子星）在弱引力背景下散射的二次自旋动量脉冲$Δp_i^μ$和自旋反冲$Δa_i^μ$，最高可达三阶后闵可夫斯基（PM）（$G^3$）.在势区进行双环费曼积分，得到保守的结果。对于自旋对齐的轨道角动量，我们发现一个保守的散射角，是完全符合国家的最先进的后牛顿的结果。使用Plefka，Steinhoff和本作者先前获得的2PM辐射角动量，我们将角度推广到包括辐射反应效应，在这种情况下，它避免了高能量极限的发散。
2022-04-08 gr-qc hep-th
Detweiler's redshift invariant for spinning particles along circular orbits on a Schwarzschild background
我们研究了经典自旋粒子在史瓦西背景下沿圆形轨道运动引起的度规扰动，将分析限制在自旋的一阶效应上。假设粒子在赤道平面上运动，其自旋与$z$轴对齐。通过使用两种不同的方法获得度量扰动，即，通过在两种不同的规范中工作：Regge-Wheeler规范（使用Regge-Wheeler-Zerilli形式）和辐射规范（使用Teukolsky形式）。然后，我们计算的线性自旋贡献的一阶自作用力的贡献德特韦勒的红移不变的8.5后牛顿秩序。我们检查，我们的结果是相同的，在这两个规范，适当的规范不变量，并同意目前已知的3.5后牛顿的结果。
2018-01-29 gr-qc
Gravitational Bremsstrahlung and Hidden Supersymmetry of Spinning Bodies
最近建立的形式主义的世界线量子场论，它描述了经典散射的爱因斯坦引力的大规模机构，推广到二次阶自旋-一对克尔黑洞揭示了一个隐藏的${\mathcal N}=2$超对称性。在这种自旋相遇中产生的引力波的远场时域波形是在后闵可夫斯基（弱场，但一般速度）展开中的前导级计算的，并表现出这种超对称性。从波形中，我们提取的领先阶总辐射角动量在一个通用的参考系，和总辐射能量的质心框架中的领先阶在低速近似。
2021-12-05 gr-qc hep-th
Post-Newtonian gravitational radiation and equations of motion via direct integration of the relaxed Einstein equations. III. Radiation reaction for binary systems with spinning bodies
利用包含2.5和3.5后牛顿（PN）阶辐射反应项（超出牛顿阶的辐射反应项为O[（v/c）^5]和O[（v/c）^7]）的流体的后牛顿运动方程，我们导出了具有自旋体的二元系统的运动方程。特别是，我们确定的辐射反应耦合到自旋轨道效应的两体运动方程的影响，并对自旋的演变。对于自旋的一个合适的定义，我们再现的标准方程的运动和自旋旋进在第一后牛顿秩序。在3.5PN阶，我们确定了自旋-轨道诱导反应对轨道运动的影响，但我们发现辐射阻尼对自旋的大小和方向都没有影响。利用该运动方程，我们发现自旋-轨道效应引起的总能量和总角动量的损失精确地平衡了Kidder等人计算的这些量的辐射通量。该运动方程可能对发展紧密自旋双星的螺旋轨道是有用的。
2005-04-29 gr-qc
Highly relativistic spinning particle in the Schwarzschild field: Circular and other orbits
考虑了Schwarzschild背景下Mathisson-Papapetrou方程在Mathisson-Pirani和Tulczyk-Dixon补充条件下的解.研究了在这种背景下自旋粒子的高度相对论性圆轨道的存在区域以及粒子的轨道速度与其自旋和径向坐标的关系。结果表明，与无自旋粒子的仅存在于$r=1.5 r_g(1+δ)$，$0<δ\ll 1$中的高度相对论性圆轨道不同，自旋粒子的相应轨道可以存在于更宽的空间区域中，且该区域的维数与补充条件密切相关.在Mathisson-Pirani条件下，给出了描述自旋粒子从$r>1.5 r_g$出发的非圆高度相对论轨道的一些典型情形的新的数值结果.
2012-06-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Schwarzschild black hole as particle accelerator of spinning particles
结果表明，在Schwarzschild背景下，自旋粒子存在Bañados-Silk-West效应的直接对应。这意味着如果两个粒子在黑洞视界附近碰撞，它们在质心系中的能量可以无限增长。在这样做的过程中，当粒子的参数几乎被微调时，所谓的近临界轨道扮演着至关重要的角色。所讨论的碰撞的直接场景仅在能量质量比\thinspace $E/m<\frac{1}{2\sqrt{3}}$的限制下是可能的。然而，如果考虑多重散射，这对于$E\geq m$也是可能的。
2016-06-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Can Schwarzschild Black Holes Be Accelerators of Spinning Massive Particles?
我们知道，两个遵循测地线的大质量粒子围绕黑洞碰撞的质心能量呈现极大值。当黑洞被赋予自旋时，最大能量增加，对于最大旋转的黑洞，这种能量会爆炸，原则上，提供了一个独特的基础物理探测器。这项工作扩展了后者的研究，认为碰撞粒子具有内在的角动量（自旋），描述了汉森-雷吉-霍曼理论的自旋粒子。通过分析自旋粒子在非旋转黑洞周围的平面轨迹，发现不变量碰撞能显著增加，并讨论了径向转向点、因果约束和理论的局限性.
2016-03-14 gr-qc hep-ph
Radiation Reaction for Non-Spinning Bodies at 4.5PN in the Effective Field Theory Approach
本文利用有效场论方法计算非自旋双星辐射反作用加速度的4.5PN阶修正，详细处理质心修正并通过一致性检验及文献比对验证结果。
2023-02-21 gr-qc hep-th
Chaos motion and Periastron precession of spinning test particles moving in the vicinage of a Schwarzschild black hole surrounded by a quintessence matter field
本文的主要目的是研究在经典物质场（SQBH）作用下，自旋粒子绕史瓦西黑洞的运动轨迹。我们从自旋的测试粒子围绕SQBH的动力学开始，它是由Mathisson-Papapetrou-Dixon（MPD）方程在极-偶极近似下，其中的引力场和更高的多极粒子被忽略。根据鞍点的类型，对有效势进行了分类，并讨论了混沌轨道的可能性。讨论了自旋粒子在SQBH周围的最内稳定圆轨道（ISCO），以及粒子自旋参数$S$和状态方程参数$ε$的影响.之后，研究了在SQBH附近近圆轨道上运动的自旋粒子的近星点进动，直到一阶自旋修正。值得注意的是，粒子自旋的加入改进了非自旋粒子的结果，也阐明了SQBH的一些有趣的观测性质。此外，我们讨论了采用一阶自旋修正分析ISCO的后果，以及比较我们的结果Schwarzschild黑洞，以确保他们是一致的极限时，状态方程参数$ε=-1/3$和归一化因子$α\to 0$。
2022-07-13 astro-ph.CO gr-qc
Post-Newtonian corrections to the motion of spinning bodies in NRGR
在本文中，我们包括自旋和多极矩效应的形式主义，用于描述最近在hep-th/0409156中介绍的扩展对象的运动。发展了自旋体的适当描述，并在首阶得到了自旋-轨道、自旋-自旋和四极-自旋哈密顿量。潮汐的存在，以及自我诱导的有限尺寸的影响，并计算在后者的哈密顿量的贡献。结果表明，对于最大旋转的一般天体和紧致天体，潮汐形变分别从O（v^6）和O（v^10）开始，而自诱导效应则可以在首阶出现.协议的情况下，结果是已知的。
2006-04-20 astro-ph gr-qc
Precisely computing bound orbits of spinning bodies around black holes II: Generic orbits
在本文中，我们继续研究自旋测试体绕克尔黑洞的运动。非旋转的测试物体遵循它们在其中运动的时空的测地线。一个测试物体的自旋耦合到该时空的曲率，引入一个“自旋曲率力”，将物体的世界线推离测地线轨道。自旋曲率力是后测地线效应的一个重要例子，必须仔细建模，以准确描述绕黑洞运行的物体的运动。这项工作的动机之一是了解如何将这种效应纳入恒星质量体螺旋进入大质量黑洞产生的引力波模型中。在本文的前身，我们描述了一种技术，用于计算绑定轨道的旋转机构周围的黑洞的频域描述，可以非常精确地解决。在这篇论文中，我们提出了我们的方法的概述，以及目前的结果，轨道是偏心和近赤道（即，轨道的运动不超过偏离赤道平面的$\mathcal{O}(S)$）。在本文中，我们将这一提法完全通用的情况下-轨道是倾斜和偏心的，与小机构的自旋任意取向。我们计算这些轨道遵循的轨迹，并计算小天体的自旋如何影响重要的量，如可观测的轨道频率$Ω_r$，$Ω_θ$和$Ω_ϕ$。
2022-03-22 astro-ph.HE gr-qc
Schwarzschild black hole surrounded by quintessential matter field as an accelerator for spinning particles
研究了在经典物质场（SBHQ）包围下的Schwarzschild黑洞背景中，两个内禀自旋为非零的大质量粒子在赤道平面内的碰撞.对于典型的物质状态方程（EOS）参数，我们假设三个不同的值。它表明，对于事件视界外的碰撞，但非常接近它，质心能量（$E_{\rm CM}$）可以增长没有约束，如果恰好有一个碰撞粒子是我们所说的近临界，即，如果它的运动常数被微调，使得它的四动量的时间分量在视界处变得非常小。在所有其他情况下，如果我们遵守粒子自旋的默勒极限，则$E_{\rm CM}$只在视界后面发散。我们还讨论了径向转向点和约束所造成的要求的自旋粒子的亚光速运动。
2020-09-16 gr-qc
Spinning gravimagnetic particles in Schwarzschild-like black holes
本文用度规$ds^2=-f(r) dt^2 + f^{-1}(r) dr^2 + r^2 dΩ^2$研究了类Schwarzschild时空中具有重磁矩的自旋粒子的运动，特别是Schwarzschild，Reissner-Nordstrom黑洞以及Ayon-Beato-Garcia和Barnes-Schwarzschild正则时空.首先，我们介绍了描述这类粒子的哈密顿方程组。在重磁矩为零的情况下，该方程等价于Mathisson-Papapetrou-Tulczyk-Dixon（MPTD）方程。工作在赤道平面，使用所考虑的时空和自旋补充条件（SSC）的对称性所产生的运动常数，我们改变的问题，解决六个微分方程的动量和非零自旋张量分量求解六个代数方程。我们证明了$P_0(r)$分量的方程完全成立，$P_0(r)$可以通过求解一个6阶多项式来得到。我们分析了这个代数系统的解决方案的存在条件的重力磁矩等于单位，这对应于一个重磁粒子，和零，这对应于MTPD系统的相关情况。给出了求解动量$P_μ$的数值算法，并给出了一些求解结果.
2021-11-15 gr-qc
Spinning test particles and clock effect in Schwarzschild spacetime
我们研究了史瓦西时空中自旋测试粒子的行为。使用Mathisson-Papapetrou方程的运动，我们把我们的注意力集中在空间圆形轨道和搜索可观察到的效果，最终可以区分标准的补充条件，即Corinaldesi-Papapetrou，皮拉尼和Tulczyjew。我们发现，如果世界线选择的多极约化，其单位切线，我们表示为$U$是一个圆形轨道，然后也广义动量$P$的自旋测试粒子是一个圆形轨道相切，即使$P$和$U$不是平行的四向量。这些轨道被证明是存在的，因为自旋引起的潮汐力提供所需的加速度，无论我们选择什么补充条件。当然，在小自旋的极限下，粒子的轨道接近于圆形测地线，并且角速度与测地线值的（小）偏差可以是任意符号，对应于可能的自旋向上和自旋向下对准z轴。当两个自旋粒子以相反的方向围绕引力源运行时，它们相对于给定的静态观察者形成一个具有不同到达时间的环。这种差异被称为时钟效应。我们发现，一个非零的重力磁钟效应出现在相反的轨道自旋向上或自旋向下的粒子，即使在史瓦西时空。这使我们能够建立一个正式的类比的情况下（无自旋）测地线的赤道平面上的克尔时空。这一结果可以通过实验得到验证。
2004-10-18 gr-qc
Spinning Particle in Gravitational Field of Black Hole Involving Global Monopole
本文研究了自旋粒子在具有整体引力场的史瓦西时空中的运动轨迹动力学。我们建立了运动方程，并找到了三种类型的轨迹。研究了一个自旋粒子在被另一个粒子或光子踢飞后，原本在包含全局引力的黑洞最内层稳定圆轨道上运动的粒子逃逸到无穷远的条件.本文详细模拟了自旋粒子在包含整体粒子的Schwarzschild时空中的三种运动轨迹，并给出了自旋粒子逃逸的能量和速度。
2014-08-29 gr-qc
Spinning test body orbiting around a Schwarzschild black hole: Comparing Spin Supplementary Conditions for Circular Equatorial Orbits
Mathisson-Papapetrou-Dixon（MPD）方程描述了广义相对论中扩展试验体的运动。然而，这个方程组是欠定的，并且必须伴随着约束补充条件，即使在其最简单的版本中，这是对应于旋转测试体的极-偶极近似。特别地，施加自旋补充条件（SSC）固定自旋体的质心，即体的质心。在本研究中，我们研究了在围绕大质量黑洞的圆形赤道轨道上移动的旋转测试物体的质心的特征是否在过渡到同一物理物体的另一个质心时得到保留，由不同的控制。SSC。为此，我们建立了一个解析算法，用于导出旋转体的轨道频率，运动在任意的，静止的，具有反射对称性的轴对称时空的背景下，对于Tulzcyan-Dixon，Mathisson-Pirani和Ohashi-Kyrian-Semerák SSC。然后，我们以Schwarzschild黑洞为背景，采用幂级数展开方法，研究了不同SSC中自旋幂级数展开后轨道频率的差异.最后，通过利用质心的位置和自旋的测量在质心的转变下改变的事实，我们对轨道频率的幂展开施加适当的校正，这允许改善SSC之间的收敛。我们的结论是，当我们从一个圆形赤道轨道转移到另一个在Schwarzschild背景下，在一个SSC的变化，SSC之间的收敛只保持一定的权力在自旋展开，它不能实现整个幂级数。
2021-04-22 gr-qc
Spinning test particles in Weyl spacetimes
本文讨论了外尔类静态真空时空中自旋试验粒子沿圆轨道的运动。本文详细研究了叠加Weyl场情况下，对应于单个Schwarzschild黑洞和单个Chazy-Curzon粒子以及两个Schwarzschild黑洞和两个Chazy-Curzon粒子的自旋排列和与背景参数的耦合，给出了标准的补充条件选择.应用重力磁“时钟效应”也进行了讨论。
2014-08-19 gr-qc
Nonequatorial circular orbits of spinning particles in the Schwarzschild-de Sitter background
本文研究了描述Schwarzschild-de Sitter背景中自旋粒子非赤道圆轨道的Mathisson-Papapetrou方程的解析解，并强调了宇宙学常数的作用。它示出，一般来说，一个高度相对论性的速度的粒子是沿这种类型的轨道的运动的必要条件，与位于接近的位置的静力平衡，其中低速度的轨道是可能的。根据粒子的自旋取向与轨道速度之间的相关性，一些可能的非赤道圆轨道是由于自旋-引力耦合对粒子的排斥作用而存在的，另一些则是由于吸引作用而存在的，并分析了相应轨道上粒子的能量值。
2018-12-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spinning magnetized particles orbiting magnetized Schwarzschild black holes
本文首次利用MPD方程研究具有磁偶极矩的旋转粒子在外部均匀磁场中绕史瓦西黑洞的运动，推导有效势并分析自旋与磁相互作用对ISCO、能量、角动量及碰撞质心能量的影响。
2023-08-10 gr-qc
Some partial solutions of Mathisson-Papapetrou equations in a Schwarzschild field
研究了描述史瓦西场中自旋粒子高度相对论（超相对论）运动的Mathisson-Papapetrou方程在Mathisson-Pirani补充条件下的解析解和数值解.已知的条件S/mr<<1，这是测试粒子所必需的，对所有这些解决方案都成立。得到了非赤道圆轨道的显式表达式，特别是这些轨道存在区域的空间边界。本文研究了自旋粒子由于径向粒子速度的非零初值而偏离r= 3 M的赤道超相对论圆轨道的动力学。它表明，在具体的情况下，自旋可以相当大的影响的形状的超相对论性的轨迹相比，相应的测地线轨迹，在短的时间内，小于一个旋转的粒子围绕史瓦西质量的一个或两个革命的时间。
2006-02-07 gr-qc
Detweiler's redshift invariant for extended bodies orbiting a Schwarzschild black hole
我们计算一阶自作用力的贡献Detweiler的红移不变量的扩展机构赋予的偶极和四极结构（自旋诱导四极矩）沿圆形轨道上的史瓦西背景。我们的分析包括自旋的二阶效应，推广了以前纯自旋粒子的结果。假设扰动体在赤道平面上运动，相应的自旋矢量与之正交，在辐射规范中用标准引力自力方法得到度规扰动。我们的结果是准确的，通过6.5后牛顿的顺序，并显示再现相应的后牛顿表达式相同的数量计算通过使用可用的哈密顿量从有效场论方法的动态自旋双星。
2020-03-28 gr-qc
Quadrupole effects on the motion of extended bodies in Schwarzschild spacetime
在史瓦西背景下，在狄克逊模型和某些限制（自旋和四极张量的恒定坐标系分量，质心沿圆形轨道移动等）内，研究了扩展体直到四极结构的运动。我们发现了一些有趣的情况下，从测地线运动的偏差，由于粒子的内部结构，可以产生可测量的效果。然而，标准的时钟效应，为一对共同/反向旋转的机构自旋上/下是不修改的四极结构的粒子。
2009-10-15 gr-qc
The Ricci Rotation Coefficients in the description of trajectories of spinning test particles off-equatorial planes in a rotational gravitational field
本文利用含Ricci旋转系数的Mathisson-Papapetrou-Dixon方程，描述旋转天体周围赤道及非赤道平面内自旋测试粒子的圆形轨道，兼顾时空曲率与粒子自转。
2022-08-18 gr-qc
Symplectic mechanics of relativistic spinning compact bodies. III. quadratic-in-spin integrability in Type-D Einstein spacetimes: persistence and breakdown
Université de Caen Normandie, ENSICAEN, CNRS/IN2P3, LPC Caen UMR6534（卡昂诺曼底大学）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）；Université Libre de Bruxelles, International Solvay Institutes（布鲁塞尔自由大学）
研究四维爱因斯坦时空中自旋致密天体动力学在自旋二次项的可积性，在特定框架下建模，对κ = 1建立可积性并构造相关积分，κ≠1时可积性破坏，结果经协变和数值验证，表明可积性可拓展且自旋诱导四极矩是致密天体结构关键探针。
2026-07-21 gr-qc nlin.SI
Spherical inspirals of spinning bodies into Kerr black holes
本文研究了 Kerr 黑洞中自转次体的球形进动，通过建模引力波辐射通量并评估自转对信号的影响，发现忽略自转会导致LISA可检测的不匹配。
2025-12-15 gr-qc
Spinning bodies in general relativity from bosonic worldline oscillators
本文开发了一种包含玻色振子的新世界线作用量，使世界线量子场论能够描述任意自旋阶的大质量致密物体，并完成了 1PM 和 2PM 阶的微扰计算以恢复文献结果。
2024-11-12 gr-qc hep-th
Dynamics of quadrupolar bodies in a Schwarzschild spacetime
本文在Schwarzschild背景下，根据Dixon模型，研究了具有多极结构的扩展体的动力学行为，扩展了前人的工作。在四极张量坐标系分量不变和质心运动限制在赤道面上的简化假设下，对整个演化方程组进行了数值积分，自旋矢量与之正交。运动方程也在与自旋和四极子有关的特征长度尺度的小值的限制下解析求解。背景曲率特征长度。结果是定性和定量不同于以往的分析只涉及自旋结构。特别是，四极子的存在被证明是负责非零自旋角动量的开始，即使最初不存在。
2014-08-22 gr-qc
Dynamics of test bodies with spin in de Sitter spacetime
研究了常正曲率德西特时空中自旋试验体的运动。借助于这10个Killing矢量，我们导出了在时空坐标下的自旋4-动量和自旋张量。然而，为了找到实际的轨迹，需要施加所谓的补充条件。我们讨论的情况下的Frenkel和Tulczyjew条件的旋转测试机构的动力学。
2011-02-14 astro-ph.CO gr-qc
Radiation reaction for spinning bodies in effective field theory I: Spin-orbit effects
我们计算领先的后牛顿（PN）的贡献，在线性顺序的自旋辐射反应加速和自旋演化的二元系统，进入第四PN顺序。从第一性原理出发，在牛顿-维格纳和协变自旋补充条件下，使用自旋致密物体的有效场论框架进行计算。对我们的结果进行了非平凡的一致性检验，结果表明，由辐射-反作用力引起的能量损失相当于远区的总发射功率，直到所谓的“肖特项”。“我们还发现，在这个顺序下，辐射反应对自旋的演化没有净效应。自旋-自旋对辐射反应的贡献在一篇配套论文中报道。
2017-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Innermost stable circular orbits of spinning test particles in Schwarzschild and Kerr space-times
我们考虑经典自旋测试粒子在Schwarzschild和Kerr度规中的运动，并研究最内层稳定圆轨道（ISCO）。本文的主要目的是在黑洞自旋矢量、粒子自旋矢量和轨道角动量矢量共线的情况下，解析地得到自旋试验粒子的ISCO参数（半径、总角动量、能量、轨道角频率）的小自旋修正。我们解析地导出了任意Kerr参数$a$的小自旋线性修正。详细讨论了Schwarzschild黑洞、慢转黑洞和极端Kerr黑洞的情形。对于慢旋转黑洞，得到了$a$和粒子自旋$s$项的ISCO参数的二次方.从公式中可以看出，当自旋和角动量平行时，自旋-轨道耦合具有吸引性，而当它们反平行时，自旋-轨道耦合具有排斥性。对于具有同向旋转粒子的极端Kerr黑洞，我们成功地找到了任意自旋极限ISCO参数的精确解析解。结果表明，ISCO半径和频率的极限值不依赖于粒子的自旋，而能量和总角动量的极限值则依赖于自旋.我们还考虑了任意半径的圆轨道，并找到了在给定半径下总角动量和能量的小自旋线性修正.还明确地写出了任意$a$和$s$的ISCO参数的数值计算的方程组。
2015-05-22 astro-ph.CO gr-qc
Gravitomagnetic Effects in the Propagation of Electromagnetic Waves in Variable Gravitational Fields of Arbitrary-Moving and Spinning Bodies
本文讨论了光在自引力自旋物体以任意速度运动的引力场中的传播。假设引力场在任何地方都是“弱”的。光线的运动方程在第一后闵可夫斯基近似中求解，该近似相对于万有引力常量$G$是线性的。我们不受引力透镜近似的限制，因此光测地线的解适用于光源和观测者的任意位置。应用该方法研究了脉冲星及其伴星自转对双星夏皮罗时延的修正。我们还推导了太阳系中引力体（太阳、行星）或引力透镜的旋转引起的光偏转角的修正。分析了由于光线偏转体的平移和旋转运动引起的引力频移。本文给出了描述电磁波偏振面相对论旋转（Skrotskii效应）的公式的一般推导。该公式适用于引力物体的任意平动和转动，大大推广了前人的结果。最后，我们讨论了由定域源（如双星系统）发射的引力波的Skrotskii效应。本文的理论结果可用于研究微弧秒空间天体测量中的各种相对论效应，并为FAME、SIM和GAIA等空间天体测量任务的数据处理开发相应的算法。
2001-10-25 astro-ph gr-qc
Radiation reaction for spinning bodies in effective field theory II: Spin-spin effects
我们计算领先的后牛顿（PN）的贡献，在二次订单的自旋辐射反应加速和自旋演化的二进制系统，进入四个半PN订单。我们的计算包括了有限尺寸自旋效应的反作用，这是首次提出。计算进行，从第一原理，使用旋转扩展对象的有效场论框架。在这个顺序下，自旋-自旋扇区中的非保守效应与自旋补充条件无关。一个非平凡的一致性检查，通过显示所产生的辐射反作用力引起的能量损失是相当于在远区的总发射功率。我们发现，在对比的自旋-轨道的贡献（在同伴的文件中报告），辐射反应影响自旋矢量的演变，一旦自旋-自旋效应被纳入。
2017-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Comparing Hamiltonians of a spinning test particle for different tetrad fields
本文讨论了在[E. Barausse，E. Racine和A. Buonanno，Phys.Rev.D80，104025（2009）]。在证明了最初提出的四元场的组件的总角动量不保存在史瓦西极限，我们分析了其他迄今提出的四元选择。然后，我们引入并彻底检验了视界穿透Kerr Schild坐标中的两个新的四元组场。此外，我们发现，对于Schwarzschild时空背景的线性化自旋哈密顿对应于一个可积系统，而克尔时空，我们发现混沌，这表明一个非可积系统。
2016-02-02 gr-qc
Highly Relativistic Motions of Spinning Particles According to Mathisson Equations
本文讨论了自旋试验粒子相对于史瓦西质量作高度相对论运动时Mathisson方程的物理效应。给出了相应的数值估计。
2008-02-05 gr-qc
Spinning test-body orbiting around Schwarzschild black hole: circular dynamics and gravitational-wave fluxes
我们考虑一个旋转的测试机构在圆周运动的非旋转黑洞和分析不同处方的身体的动力学。本文首次比较了Tulczyjew自旋补充条件下的Mathisson-Papapetrou形式、Pirani自旋补充条件和Ohashi-Kyrian-Semerak自旋补充条件，以及[Phys.~修订版~ D.90，~044018（2014）]。我们分析了四种不同的动力学的ISCO位移和坐标不变的结合能，分离高阶自旋贡献的自旋轨道贡献。通过求解非齐次$(2+1)D$ Teukolsky方程计算了自旋体产生的渐近引力波通量，并对不同情况进行了比较。对于小的轨道频率$Ω$，所有的处方减少到相同的动力学和相同的辐射通量。对于大频率，${x \equiv (M Ω)^{2/3} >0.1 }$，其中$M$是黑洞质量，特别是对于正自旋（与轨道角动量对齐），观察到不同动力学之间的显著差异。对于大的正自旋，ISCO位移可以相差两倍;对于Ohashi-Kyrian-Semerak和Pirani SSC，ISCO分别围绕无量纲自旋$\sim0.52$和$\sim0.94$发散。在自旋轨道部分的能量的偏离哈密顿动力学是最大的Ohashi-Kyrian-Semerak SSC，它超过了$10\%$的$x>0.17$。Tulczyjew和Pirani SSC在几乎整个自旋和频率范围内表现兼容。我们的研究结果将有直接的应用，包括自旋…
2019-08-07 gr-qc
Spinning Loop Black Holes
本文从圈状黑洞Schwarzschild解出发，利用Newman-Janis变换构造了四个类Kerr时空.在以前的论文中，史瓦西LBH是在一个描述黑洞内部的minissuperspace近似中，在一个特定的图上用holonomies代替Ashtekar连接得到的。从这个解决方案开始，我们使用纽曼-詹尼斯变换，我们专注于两个不同的和自然的复杂化的启发Schwarzschild和Reissner-Nordstrom度量的复杂化。我们明确地表明，以这种方式获得的时空是奇点自由，因此没有裸奇点。我们表明，变换移动，如果有的话，因果关系违反区域的克尔度量远离r=0。我们研究的时空结构，特别注意的地平线形状。最后，我们讨论了一个规则的Reissner-Nordstrom黑洞来自Schwarzschild LBH，然后再次应用Newmann-Janis变换的文件。
2010-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamics of spinning test bodies in the Schwarzschild space-time: reduction and circular orbits
Ural Mathematical Center, Udmurt State University（乌拉尔数学中心，乌德穆尔特国立大学）
本文研究了Schwarzschild时空中旋转测试体的运动，通过简化分析发现新的圆轨道，并利用Poincare图研究周期解的分支。
2026-07-24 gr-qc math.DS
Growth of resonances and chaos for a spinning test particle in the Schwarzschild background
恒星质量致密物体进入超大质量黑洞的吸气被称为极端质量比吸气。在最简单的近似中，紧凑物体的运动被建模为大质量黑洞的时空中的测地线，由于辐射能量和角动量，轨道衰减，从而产生高度规则的螺旋。然而，一旦考虑到次级致密体的自旋，可积性就会被打破，并出现长时间的共振和混沌运动。我们数值积分的运动的旋转测试机构在一个非旋转的黑洞和分析它使用各种方法。我们首次表明，共振和混乱，可以发现，即使是天体物理值的自旋。另一方面，我们设计了一种方法来分析共振的增长，我们得出的结论是，我们观察到的共振只是由自旋的二次项引起的，并且在小质量比极限下通常会保持非常小。最后但并非最不重要的是，我们计算重力波形数值求解Teukolsky方程在时域和建立，他们携带的运动的动力学信息。特别是，我们表明，时间序列的引力波应变可以用来辨别规则的混沌运动的源。
2019-11-01 gr-qc nlin.CD
