耦合电磁力学与扭转：黑洞与自旋-电荷相互作用

物质场与引力之间的耦合方式通过时空几何实现。最常见的是采用最小耦合原则,即除自旋子外的所有物质场仅耦合到时空格度度量,而自旋子 additionally 耦合到时空连接。通过重正化修正、规范引力理论中的规范场以及有效场论,可以在物质场与时空曲率之间出现非最小耦合。本文考虑了在黎曼-Cartan几何中,即基于具有扭转的一般度量兼容连接,在电磁场强度张量 $F_{\mu\nu}$ 与 Ricci 张量反对称部分 $\tilde{R}_{[\mu\nu]}$ 之间引入非最小耦合 $F^{\mu\nu}\tilde{R}_{\mu\nu}$。我们发现一个恰好四维的真空解,其从 Einstein--Maxwell 推广到 Reissner--Nordstr{"o}m 黑洞,揭示了固有扭转自旋电荷与电荷之间的新型相互作用。定性地,该解表明有效电荷不必为正,且电荷的符号会影响其引力效应。我们还推导了三维的缓慢旋转解,表示具有磁电荷、角动量和固有扭转自旋电荷之间耦合的广义缓慢旋转 BTZ 黑洞解。