On spacetime foliations and electromagnetic knots
本文件有若干不同的目的。首先从叶理理论的角度对一类电磁纽结进行了描述。打结的解决方案，然后解释在两个余维-2叶理的打结叶正交相交的时空中的任何地方。其次，我们展示了如何产生的叶理场线和拓扑不变量出现。这里使用的机器强调叶子的内在属性，而不是依赖于观察者的量-例如时间函数，局部静止框架或柯西超曲面。最后，我们详细讨论了著名的霍普夫-拉纳达解决方案，并强调如何叶状的方法可能有助于未来的发展的理论电磁结。我们得出结论，几个可能的应用，扩展和推广。
2018-09-24 gr-qc math-ph math.MP
Electromagnetic fields on Kerr spacetime, Hertz potentials and Lorenz gauge
本文回顾了构造Kerr时空电磁场矢势的两种方法，即Cohen & Kegeles的经典方法，在辐射规范中得到$A^μ$，以及Frolov等人的较新方法，得到洛伦兹规范中的$A^μ$。我们证明了矢量势相关的直接规范变换，我们给出了封闭的形式。我们得到了可分赫兹势$H^{μν}$的一个新结果，使得$A_{\text{lor}}^μ= \nabla_νH^{μν}$ .
2019-08-27 gr-qc hep-th math-ph
Higher-order geometrical optics for electromagnetic waves on a curved spacetime
研究了广义相对论中弯曲时空中圆极化电磁波的几何光学展开。我们表明，高阶修正的法拉第和应力-能量张量可以通过一个系统的传输方程，在原则上。在次超前阶，应力-能量张量具有与波长成比例的项，其符号取决于圆偏振的旋向性。由于这些项，能量流的方向通常不与程函相的梯度对齐，并且波可以携带横向应力。
2018-06-27 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Full spacetime inversion generated by electromagnetic Abelian gauge transformations
Universidad de la República（拉普拉瓦大学）
本文研究通过电磁规范变换在null表面内区域实现全时空反演的可能性，探讨时空物理运动性质的改变及时间反向场配置的构建方法。
2026-04-22 gr-qc hep-th math-ph
Electromagnetic duality anomaly in curved spacetimes
无源麦克斯韦作用量在任意时空中的电磁对偶旋转下是不变的。这导致了一个保守的经典Noether电荷。我们表明，这个守恒定律是打破在量子水平上的存在下，一个非平凡的Chern-Pontryagin不变量的背景经典引力场，在一个平行的方式手征异常的无质量狄拉克费米子。在这些物理结果中，量子电磁场的净极化是不守恒的。
2017-03-15 gr-qc hep-th math-ph
Topological Charge in Curved Spacetime
本文介绍了拓扑规范场理论的理论研究领域从平坦时空到弯曲时空的扩展。这里提出的扩展是基于一个新的推导的表达式的拓扑荷玻色子和费米子在平坦时空中，推导已在其他地方[1]。这种新方法的发展是因为已经建立的瞬子解不能扩展到弯曲的时空。通过将相对论性量子力学的主要方程耦合到标量曲率，新方法可以推广到弯曲时空。这里提出的耦合，以及关于拓扑荷量子化的结果，在早期建立的瞬子解中是不可能的。
2001-11-19 math-ph math.MP
On a zero-gravity limit of the Kerr--Newman spacetimes and their electromagnetic fields
本文讨论了极大解析扩展Kerr-Newman电真空时空{用Boyer-Lindquist坐标表示}的$G$（万有引力的牛顿常数）为零的极限。我们研究了在这种极限下出现的拓扑非平凡时空，并证明了它是由两个粘在类时固体圆柱上的平坦闵可夫斯基时空组成的。作为$G\to 0$，克尔-纽曼时空的电磁场收敛到麦克斯韦方程在这个背景时空上的非平凡解。我们展示了如何通过求解麦克斯韦方程组与奇异源只支持一个圆在一个类空切片的时空，以获得这些领域。这些来源不遭受任何的病理困扰的替代来源发现在以前的尝试解释克尔-纽曼场的拓扑简单闵可夫斯基时空。我们刻画了这些源的奇异性，证明了在环奇异性处具有相同爆破行为的所有函数中，Kerr-Newman静电势和磁流函数是麦克斯韦方程组的唯一解.
2014-11-16 gr-qc math-ph math.AP
The electromagnetic spike solutions
本文的目的是利用极化电磁Gowdy时空和真空Gowdy时空之间的现有关系，通过一个由作者之一为引力尖峰开发的程序，找到电磁尖峰的显式解。我们提出了新的非均匀的解决方案，我们称之为EME和MEM电磁尖峰解决方案。
2013-09-28 gr-qc math-ph math.MP
Gravitation and Electromagnetism as Geometrical Objects of a Riemann-Cartan Spacetime Structure
本文首先证明了任何引力场加自由电磁场的耦合系统都可以用几何方法描述，即以电磁场的能量-动量为源项的麦克斯韦方程组和爱因斯坦方程都可以由一种特殊的Riemann-Cartan时空结构的标量曲率R成正比的几何拉格朗日量导出，其中这些场被识别为结构的几何对象。此外，我们表明，扭曲张量的特定的黎曼-嘉当时空结构，我们的理论编码相同的信息作为一个包含在陈-西蒙斯项是成比例的自旋密度的电磁场。其次，我们证明了通过在几何拉格朗日量中加入一个描述电磁流与一般电磁场加引力场相互作用的项和一个描述电流的物质载体的项，我们得到了具有源项的麦克斯韦方程组和具有电磁和物质项的能量动量张量之和作为源项的爱因斯坦方程。最后用尘埃带电物质模拟电磁流的载体，得到了洛伦兹力方程。此外，我们证明了我们的理论是规范不变的。我们还简要地讨论了我们目前的企业的原因。
2011-12-19 gr-qc math-ph math.MP
Electromagnetic-gravitational perturbations of Kerr-Newman spacetime: the Teukolsky and Regge-Wheeler equations
我们导出了控制Kerr-Newman时空对电磁-引力耦合扰动的线性稳定性的方程。该方程推广了著名的Teukolsky方程的曲率扰动的克尔，和Regge-Wheeler方程的度量扰动的Reissner-Nordström。由于“自旋1场和自旋2场之间的耦合的表观不可分解性”，正如Kerrrasekhar所说，Kerr-Newman时空的稳定性不能通过模中的标准分解来获得。由于不可能将引力场和电磁场的模解耦，以前没有导出控制Kerr-Newman线性稳定性的方程。利用Kerr的张量方法，我们得到了一组适用于Kerr Newman扰动的广义Regge-Wheeler方程，它适用于用物理空间方法研究线性化稳定性.物理空间分析克服了自旋1和自旋2场耦合的问题，并代表了对克尔-纽曼黑洞稳定性的分析证明的第一步。
2020-10-12 gr-qc math-ph math.AP
Quantum Inequalities for the Electromagnetic Field
对于静态弯曲时空中的观测者，给出了量子化电磁场的一个量子不等式。导出的量子不等式是由四矢量势的模函数展开给出的广义表达式，并且用于加权能量积分的采样函数是任意的，直到它是单位面积的正的连续函数并且在无穷远处衰减的约束。在闵可夫斯基时空、林德勒时空和爱因斯坦封闭宇宙中，给出了量子不等式的例子。
2001-07-23 gr-qc hep-th math-ph
The Global Stability of the Minkowski Spacetime Solution to the Einstein-Nonlinear Electromagnetic System in Wave Coordinates
本文研究了广义相对论爱因斯坦场方程与一类非线性电磁场模型的耦合问题。该系列包括所有满足以下标准的协变电磁模型：它们可以从足够规则的拉格朗日导出，它们在弱场极限下简化为线性麦克斯韦模型，并且它们对应的能量动量张量满足主导能量条件。我们的主要结果是证明了耦合系统的1 + 3维Minkowski时空解对于包括线性Maxwell模型在内的任何成员都是全局非线性稳定的。这个稳定性的结果是一个小数据的整体存在性结果的减少方程组，相当于原来的系统在我们的波坐标规范。我们的时空度量分量的分析是基于最近开发的Lindblad和Rodnianski，这使我们能够得到适当的估计张量系统的准线性波方程的非线性，满足弱零条件的框架。我们的分析的电磁场，满足准线性一阶方程，是基于Christodoulou开发的几何能量方法框架的扩展，以及在文章中开发的法拉第张量的逐点衰减估计的集合。我们直接与电磁场一起工作，从而避免使用电磁势。
2010-11-22 gr-qc math-ph math.AP
Scattering Theory for the Charged Klein-Gordon Equation in the Exterior De Sitter-Reissner-Nordström Spacetime
当黑洞的电荷与Klein-Gordon场的电荷的乘积足够小时，我们证明了De Sitter-Reissner-Nordström外时空中带电Klein-Gordon方程的渐近完备性.然后，我们解释为渐近运输沿主零测地线在卡鲁扎-克莱因扩展的原始时空的散射。
2019-11-28 math-ph math.AP math.MP
Electromagnetism in Curved Spacetimes: Coupling of the Doppler and Gravitational Redshifts
本文在广义相对论框架下推广电磁理论，利用法拉第张量和爱因斯坦场方程描述弯曲时空中的电磁辐射，并推导了引力红移与多普勒频移的联合效应公式。
2023-10-12 gr-qc math-ph math.MP
Electromagnetic wave propagation in static black hole spacetimes: an effective refractive index description in Schwarzschild geometry
Erzurum Technical University（埃尔祖鲁姆理工大学）；Eastern Mediterranean University（东地中海大学）；Hakkari University（哈卡里大学）；Khazar University（克扎尔大学）
本文提出了一种完全协变且 gauge 不变的电磁波传播形式，通过Schwarzschild坐标系分析，揭示了轴向和极向分量在 Maxwell 方程中的等谱性，并通过折射率描述引力红移和曲率效应。
2026-07-21 gr-qc hep-th math-ph
The Null and Force-Free Electromagnetic Field
本文用完全几何的方法描述了零场和无力场的电动力学。正如以前在\cite{Menon_FF20}中所建立的，无力电动力学的解是由某些特殊类型的时空叶理的存在所支配的。在这里的性质的叶理在一个坐标自由形式主义在零的情况下规定。所有的一般性结果都通过在Friedmann-Lemaitre-Robertson- Walker（FLRW）时空中构造一个零的、无力的电动力学场来说明。
2020-08-17 gr-qc math-ph math.MP
Geometrization Conditions for Perfect Fluids, Scalar Fields, and Electromagnetic Fields
回顾和推广了广义相对论中给出物质场时空“几何化”的Rainich型条件。三种类型的物质被认为是：完美的流体，标量场，和电磁场。给出了时空度规是爱因斯坦方程理想流体解的一部分的充分必要条件。从度量构造流体的公式。所有的流体结果对任何时空维度都成立。统一了度规上的几何条件，这些几何条件是定义爱因斯坦标量场方程的解的充分必要条件，以及由度规构造标量场的公式，并将其推广到任意维，包括一个宇宙学常数，以及任何自相互作用势。将四维时空度规为电真空的充要条件和由该度规构造电磁场的公式推广到包含一个宇宙学常数。零和非零的电磁场的治疗。这些结果的一些例子和应用。
2015-07-21 gr-qc hep-th math-ph
Electromagnetic Wavelets as Hertzian Pulsed Beams in Complex Spacetime
电磁子波是由具有y类时的复时空点z=x+iy参数化的一族3 × 3矩阵场W_z（x '）。它们是\sl基本\rm小波W（z）在面向未来的前向管和后向管的并集T中全纯的平移。将W（z）应用于复极化矢量p（代表电和磁的偶极矩），给出了麦克斯韦方程组的反自对偶解W（z）p，该解是从自对偶赫兹势Z（z）=-iS（z）p导出的，其中S是\sl的Synge函数，\rm充当类似Whittaker的标量赫兹势。统一的解决方案存在，使无源电磁场的小波叠加表示。通过选择分支切割，S（z）分裂成延迟和超前的\sl脉冲束\rm的差，其极限为y \to 0，给出波动方程的传播子。这产生子波的类似分裂，并导致它们作为由代表分支切割的\sl盘源\rm D（y）吸收和发射的EM脉冲束的完整物理解释。y的选择决定了光束的方向、准直和持续时间，使光束尽可能尖锐，脉冲尽可能短。源被计算为D（y）上支持的电偶极子和磁偶极子的时空分布。无源电磁场的小波表示现在分裂成具有超前源和滞后源的表示。这些表示是以前推导出的大质量克莱因-戈登和狄拉克粒子的相对论相干态表示的电磁对应物。
2002-09-12 gr-qc math-ph math.CV
Instability of gravitational and electromagnetic perturbations of extremal Reissner-Nordström spacetime
我们研究了引力和电磁扰动的极值，$ |\mathcal{Q}|=M, $ Reissner-Nordström时空的线性稳定性问题，作为Einstein-麦克斯韦方程组的解。我们的工作使用和扩展的框架\cite{giorgi2019boundedness,giorgie2020boundedness}的Giorgi，和相反的次极值的情况下，我们证明了不稳定的结果保持一组规范不变量沿事件视界$ \mathcal{H}^+ $。特别是，我们证明衰变，非衰变，多项式爆破估计渐近沿$ \mathcal{H}^+ $，确切的行为取决于我们采取的平移不变导数的数量。因此，我们表明，对于一般的初始数据，解决方案的广义Teukolsky系统的正负自旋满足稳定性和不稳定性的结果。值得一提的是，负自旋解明显更不稳定，极端曲率分量$ \underlineα $不会沿着事件视界$ \mathcal{H}^+, $渐近衰减，这是文献中以前未知的结果。
2022-11-16 gr-qc math-ph math.AP
Cosmological electromagnetic hopfions
本文证明平坦时空零电磁场纽结解也是宇宙学电磁场的零场纽结解，通过引入FLRW尺度因子进行时间替换并改写场解，发现电磁Hopfion在宇宙学场景中色散更快。
2024-03-22 gr-qc math-ph math.MP
Teleparallel $F(T)$ electromagnetic static spherically symmetric spacetime solutions
Dalhousie University（达尔豪斯大学）
在协变teleparallel $F(T)$引力中，通过建立一般重构程序，得到包含类黑洞和类虫洞分支的精确电磁解，推广了Reissner-Nordström时空。
2026-07-14 gr-qc hep-th math-ph
Algebra of the symmetry operators of the Klein-Gordon-Fock equation for the case when groups of motions $G_3$ act transitively on null subsurfaces of spacetime
对于在时空流形中的外电磁场中运动的带电试验粒子，在三参数运动群传递的各向同性（零）超曲面上，给出了Hamilton-Jacobi和Klein-Gordon-Fock方程的对称算子代数.我们已经找到了所有允许存在这种代数的电磁场。我们证明了自由Hamilton-Jacobi和Klein-Gordon-Fock方程的容许场不使对称算子代数变形。这些结果完成了容许电磁场的分类，其中Hamilton-Jacobi和Klein-Gordon-Fock方程允许运动积分代数同构于$r$ -时空流形运动的参数群的算子代数，如果$(r \leq 4)$。
2022-01-25 gr-qc math-ph math.MP
Generalizations and challenges for the spacetime block-diagonalization
本文重新审视了具有等距的块对角度规的几何背景，分析了多种物质源满足等距相容块对角形式的充分条件，并将静态时空中不存在零电磁场的定理推广至任意维度及非线性电磁场。
2024-01-02 gr-qc hep-th math-ph
Photon fields in a fluctuating spacetime
我们提出了一个相互作用的量子场的模型，制定在一个非微扰的方式。其中一个场是半经典的，另一个是光子场。该模型解释了波动时空中的电磁场。该模型与Czachor最近提出的电磁量子化是等价的。有趣的特点是，标准光子理论是恢复作为一个限制的情况下，和电磁场的本地化场运营商存在作为无界运营商在希尔伯特空间。
2002-10-20 gr-qc hep-th math-ph
Spacetime dynamics of spinning particles - exact electromagnetic analogies
我们比较严格的方程描述的自旋测试粒子在引力场和电磁场的运动，并表明，如果Mathisson-Pirani自旋条件成立，然后出现精确的引力电磁类比。这些类比提供了一个熟悉的形式体系来处理引力问题，以及一种比较两种相互作用的方法。电磁和引力潮汐张量的对称性和时间投影有着根本的不同。潮汐张量的对称性的物理后果进行了探讨比较以下类似的设置：磁偶极子在非旋转/旋转的收费领域，和陀螺仪在史瓦西，克尔，和克尔德西特时空。潮汐张量的时间投影的含义通过对不同框架中的粒子所做的工作来说明;特别是，发现存在互惠性：在与粒子同步运动的框架中，电磁波（但不是引力）场确实作用于它，引起它固有质量的变化;相反，对于“静态观察者”，一个静止的重力磁场（而不是磁场）确实对粒子起作用，并且相关的势能被认为体现了霍金-瓦尔德自旋-自旋相互作用能。隐藏的动量的问题，其违反直觉的动力学的影响，也进行了分析。最后，澄清了有关电磁相互作用和狄克逊方程的物理意义的一些问题。
2016-05-10 gr-qc hep-th math-ph
Boundedness and decay for the Teukolsky equation of spin $\pm1$ on Reissner-Nordström spacetime: the $\ell=1$ spherical mode
我们证明了自旋$\pm1$ Teukolsky型方程的解决方案的有界性和多项式衰减声明投影到$\ell=1$球谐Reissner-Nordström时空。该方程是验证规范不变的量，我们确定，其中涉及的电磁和曲率张量。这给出了第一个描述在物理空间的规范不变量运输的电磁辐射的扰动的一个带电黑洞。证明是基于使用导出量，介绍了以前的作品线性稳定的史瓦西的Dafermos-Holzegel-Rodnianski。导出的量验证了一个Fackerell-Ipser型方程，右手边在$\ell=1$球谐函数处消失。我们以前的工作中获得的自旋$\pm2$的Teukolsky系统的有界性和衰变暗示了投影到$\ell\geq 2$球谐函数的有界性和衰变。自旋$\pm1$ Teukolsky型方程被Reissner-Nordström时空的引力和电磁扰动的曲率和电磁分量所证实。因此，与我们以前的工作中获得的估计，这些界限允许证明的Reissner-Nordström度量的小电荷耦合引力和电磁扰动的完全线性稳定性。
2019-09-18 gr-qc math-ph math.AP
Boundedness and decay for the Teukolsky system of spin $\pm2$ on Reissner-Nordström spacetime: the case $|Q| \ll M$
我们证明了自旋$\pm2$广义Teukolsky系统在小电荷Reissner-Nordström背景下解的有界性和多项式衰减性.该系统的第一个方程是史瓦西的标准Teukolsky方程的推广，用于曲率的极端分量$α$。第二个方程与第一个方程耦合，是一个新的规范不变量的新方程，其中包含电磁曲率分量。证明是基于使用的导出量，介绍了在以前的作品线性稳定的史瓦西。这些量验证了广义耦合雷吉-惠勒系统。这些方程是由Reissner-Nordström时空的引力和电磁扰动的极端零曲率和电磁分量所验证的。因此，在史瓦西的情况下，这些界限提供了第一步，证明了小电荷的Reissner-Nordström度规对耦合引力和电磁扰动的完全线性稳定性。
2020-08-28 gr-qc math-ph math.AP
Physical wavelets and their sources: Real physics in complex spacetime
第一次，完整的源分布的发射和吸收的声波和电磁波的定义和计算，在时空和傅立叶空间。最令人惊讶的是，与从原始小波得到的相当复杂的时空表达式相比，傅立叶源非常简单。这表明，相关的脉冲束传播可能在发射和吸收过程中发挥重要作用，包括聚焦或“方向性”。“它还开辟了构建基于FFT的算法，用于声学和电磁波的脉冲束分析的道路。
2003-03-18 gr-qc math-ph math.AP
