通过自旋引力物体的有效场论完成第五阶后牛顿精度前沿

我们提出了自旋粒子有效场论在自旋引力物体有效场论中的更广阔图景，并由此推导和确立了第五阶后牛顿(5PN)阶的新精度前沿。该前沿包含高阶自旋扇区，即自旋的二次和四次项，由于有效理论在曲率上扩展到了线性阶之外，二者均展现出新颖的物理特征。自旋二次项扇区产生了一种新的潮汐效应，而自旋四次项扇区表现出一种新的多极形变。我们随后推广了潮汐算符与自旋诱导多极算符的概念，并对其Wilson系数以及Kerr黑洞的有效点粒子作用量做出了猜想。我们确认了经由自旋引力物体有效场论扩展所导出的通用致密双星NLO自旋四次项扇区的推广作用量。我们首先给出相应的相互作用势与通用哈密顿量，其由12个不同的扇区组成，其中一个新扇区源于新的多极形变。这些哈密顿量给出了双星系统的完整物理信息，而当转到对齐自旋构型时，这些信息在高阶自旋扇区中大多会丢失。此外，这些通用哈密顿量使我们能够唯一地找到含自旋的5PN阶完整Poincar\'e代数，包括第三亚领先的自旋二次项扇区。我们推导了用于引力波(GW)应用的相关可观测量。最后，为与散射问题建立联系，我们还推导了对齐自旋的外推散射角。我们对Poincar\'e代数的完成为我们最具综合性的新结果提供了最强验证，从而表明5PN阶现已被确立为新的精度前沿。