LIGO 类 graviton-标量 Compton 散射的有效场论计算

我们使用有效场论（EFT）计算类似 LIGO 的引力子-标量 Compton 相互作用的散射�幅。我们将中心-of-momentum 能量 $\sqrt{s}$ 衡量为一个引力波（GW）引力子（来自单个引力波（GW） coherent bulk 的量子，能量 $E_g=\hbar\omega_\mathrm{GW}$）和一个静止的重目标（来自激光干涉仪观测仪器中静止的质量，静能 $E_M=m_Mc^2$）之间的能量，约为 $\sim10^{1.5}$ PeV——处于天体粒子物理现象极端能量尺度之内。该反包袋计算支持我们 LIGO 类 Compton 分析中收敛横截面积的计算，这正是我们使用标准 EFT Feynman 规则和相关的无迹-横向规范对引力子极化进行的。我们获得，横截面积 $\sigma$ 主要取决于中心-of-momentum 能量，据此我们定义相应的影响参数 $\sigma=\pi b^2$。该影响参数，在 coherence 状态 population 增强后，随着 GW 能量规模以及唯一的耦合（在自然单位下）$\sqrt{\omega_\mathrm{GW}/m_M}\sim10^{-21}$——与天体 GW 应变同阶。进一步地，经过从 GW-镜像影响参数中分离 GW 能量规模后，修正后的长度尺度 $\tilde{b}/(GM)\approx1.76\pi$ 量化了致密二体合并的前合并阶段，而与从早期-浸润世界线量子场论框架计算的 $b/(GM)>14$ 比较。常规的 GW-镜像响应洞察得以恢复，即影响参数 $b$ 完全随着镜像 recoil $\Delta L\sim10^{-18}\,\mathrm{m}$ 成比例缩放。