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高能物理 - 理论

arXiv:2504.02025 (hep-th)
[提交于 2025年4月2日 (v1) ,最后修订 2025年7月21日 (此版本, v4)]

标题: 自旋后牛顿有效场论:1SF波形递归关系和康普顿散射

标题: The spinning self-force EFT: 1SF waveform recursion relation and Compton scattering

Authors:Dogan Akpinar, Vittorio del Duca, Riccardo Gonzo
摘要: 在最近方法的基础上,我们开发了一种有效场理论,用于描述建模Kerr黑洞的自旋粒子在引力自力展开中的相互作用。 为了将维度正则化纳入这个框架,我们分析了来自最小耦合解的高维度度规,并将其与Myers-Perry黑洞及其粒子描述进行比较。 然后,我们推导出至自旋展开二次阶的1SF自力有效作用量,识别出一种新的自旋反冲项,该术语来源于对重动力学的积分。 接下来,我们从传统的自力观点以及通过图示背景场展开来研究1SF度规扰动,与辐射波形建立联系。 这使我们考虑了弯曲空间1SF康普顿振幅的新递归关系,我们在波 regime 中对其进行了研究,并与Kerr的平坦空间一环康普顿振幅进行比较,直至自旋的二次阶。 最后,我们在射线近似 regime 中研究了1SF自旋康普顿振幅,阐明了强场效应——如分隔面的位置——如何从微扰弱场展开的重新求和中出现。
摘要: Building on recent approaches, we develop an effective field theory for the interaction of spinning particles modeling Kerr black holes within the gravitational self-force expansion. To incorporate dimensional regularization into this framework, we analyze the higher-dimensional metric arising from the minimal coupling solution, comparing it against the Myers-Perry black hole and its particle description. We then derive the 1SF self-force effective action up to quadratic order in the spin expansion, identifying a new type of spinning recoil term that arises from integrating out the heavy dynamics. Next, we study the 1SF metric perturbation both from the traditional self-force perspective and through the diagrammatic background field expansion, making contact with the radiative waveform. This leads us to consider a novel recursion relation for the curved space 1SF Compton amplitude, which we study up to one-loop in the wave regime and compare with the flat space one-loop Compton for Kerr up to quadratic order in spin. Finally, we investigate the 1SF spinning Compton amplitude in the eikonal regime, clarifying how strong-field effect -- such as the location of the separatrix -- emerge from the resummation of the perturbative weak-field expansion.
评论: 15页+附录,4图;v2:小的改进,添加了参考文献;v4:完成了在自旋二次项下的单环康普顿计算;扩展了对克尔度规的最小和非最小扩展的讨论,并解决了与弯曲空间结果的不一致问题
主题: 高能物理 - 理论 (hep-th) ; 广义相对论与量子宇宙学 (gr-qc)
引用方式: arXiv:2504.02025 [hep-th]
  (或者 arXiv:2504.02025v4 [hep-th] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.02025
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Riccardo Gonzo [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 4 月 2 日 18:00:00 UTC (216 KB)
[v2] 星期四, 2025 年 4 月 17 日 17:10:42 UTC (215 KB)
[v3] 星期五, 2025 年 4 月 25 日 14:48:44 UTC (226 KB)
[v4] 星期一, 2025 年 7 月 21 日 11:51:26 UTC (239 KB)
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