量子快子动力学

有观点认为，具有极大质量M的带电快子不仅可能对拟合天体物理观测所需的暗物质有贡献，还可能为伽马射线暴和超高能宇宙线提供解释。本文定义了一种快子的量子场论，快子是类似于普通轻子但动量大于能量的粒子。该理论在全CPT变换下不变，但分别破坏了P和T不变性。对于小于1/M的时空间隔，微观因果性被破坏，但对于更大的间距则有效保留。考虑带电费米子快子而非带电标量快子，是为了最小化快子产生类切伦科夫辐射的概率，从而允许高能快子在星系尺度距离上保持其能量。探讨的主题包括适当拉格朗日量的选择与Schwinger作用量原理变分、旋量波函数、相关格林函数、S矩阵和生成泛函的泛函描述，以及各种有趣的动力学过程，包括光子发射与重吸收，以及相关的湮灭与散射效应。发展了Ehrenfest定理的一个版本，以为外部电磁场中带电快子的经典描述提供基础。随后将其应用于三个突出的天体物理难题：暗物质、伽马射线暴和超高能宇宙线。