Gertsenshtein 效应的一个简单推导

如 Gertsenshtein 于 1961 年所示，外磁场可催化引力子与光子态的混合，方式类似于中微子味振荡。我们首先基于 Freeman Dyson 未发表笔记中的方法，给出该机制的一个直接推导。接着将其方法推广至包含边界条件，并重新得到 Boccaletti 等人 1970 年的结果。我们指出，尽管引力子与光子态间的耦合极弱，但中子星周围 $\sim 10^{14}$ G 的大磁场使 Gertsenshtein 效应成为引力子的一个合理来源。我们还指出，轴子-光子混合这一当前活跃研究的课题，本质上与 Gertsenshtein 效应是同一过程，因此该一般机制可能具有广泛的天体物理与宇宙学意义。