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von Lauce条件偏离:对粒子与流体准壳拉格朗日量的影响

广义相对论与量子宇宙学 2025-05-05 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

根据von Laue条件,在具有固定结构和有限质量的孤立粒子中,其在广义相对论的马氏极限下,体积分下的proper压力应为零。本文考虑一个简单案例:具有有限能量的非标准静止全球单极子,其中在proper压力积分覆盖整个空间时满足von Laue条件。然而,我们演示了该积分的绝对值在计算至全局单极子中心的有限距离时,通常偏离零,幅度最多为该体积外部能量的大小(在支配能量条件假设下)。此外,我们发现该积分与能量-动量张量迹的体平均值之比的最大偏离率(相对于1)最多为外部能量分数的三倍。将这些结果推广至实际粒子后,我们证明这些约束对具有固定结构的有限质量系统普遍成立,包括稳定的原子核,只要满足支配能量条件。具体而言,我们指出,除非处于能量密度与粒子本身能量密度相当的极端稠密环境中,否则该比值之体平均值必然非常接近于1。最后,我们讨论了这些发现对真实流体准壳拉格朗日量形式的更广泛影响,这常是准确建模重力与物质动力学的关键要素,尤其是在涉及与其他物质场或重力的非最小耦合情形时。我们发现,一般情况下,即使是具有显著相互作用的非理想气体,其准壳拉格朗日量也可由理想气体准壳拉格朗日量准确近似。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.10427,
  title  = {Deviations from the von Laue condition: Implications for the on-shell Lagrangian of particles and fluids},
  author = {S. R. Pinto and P. P. Avelino},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.10427},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 7 figures