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柱形薄物质壳对电荷静电自作用力的影响

广义相对论与量子宇宙学 2016-04-05 v3

摘要

柱形薄壳时空中的点电荷所受静电自作用力被解释为体场与壳场之和。体场部分对应于将测试电荷置于无壳时空时由其产生的场。壳场解释了外在曲率 κpq{\kappa^p}_q 的不连续性。我们阐述了一个等效的电学问题,其中利用总镜像电荷为 QQ 的非引力电荷分布所产生的电势来重构物质壳对场的影响,从而解释时空内部和外部区域的壳场。计算了在具有柱形薄物质壳的局部平坦几何中,点电荷 qq 所受的自作用力。若 κpp=κ<0{\kappa^{p}}_{p}=\kappa<0(普通物质),电荷被壳排斥;若 κ>0\kappa>0(奇异物质),电荷被壳吸引。对于外部问题,总镜像电荷为零;而对于内部问题,Q/q=κreQ/q=-\kappa \, r_e,其中 rer_e 为壳的外半径。该过程是通用的,可应用于解释其他含壳时空中的自作用力,例如对于局部平坦虫洞,我们得到 Qwh/q=1/(κwhr±)Q_{\mp}^{wh}/q=-1/ (\kappa_{wh} r_{\pm})

关键词

引用

@article{arxiv.1507.08310,
  title  = {Effect of a cylindrical thin-shell of matter on the electrostatic self-force on a charge},
  author = {Emilio Rubín de Celis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1507.08310},
  year   = {2016}
}

备注

(15 pages, 6 figures; the work had been extended, corrected and reformulated from version v1 to v2, and minor misprints corrected from v2 to v3)