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时变背景下量子化与粒子产生的精确 WKB 表述

高能物理 - 理论 2025-09-24 v1 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

微扰展开的发散之处正是有趣物理现象发生之地。时变背景下的粒子产生正是一例,被解释为从一个真空到另一个真空的跃迁。真空通常被定义为 WKB 近似有效的渐近态。然而,使用 WKB 方法存在若干概念与计算上的问题,因为 WKB 级数一般是发散的,量子化对级数中的高阶项不敏感,且无法捕捉解的全局行为。精确 WKB 分析是一种强大的重求和技术,为精确解的全局结构提供了分析工具以克服这些问题。本文通过充分利用精确 WKB 解作为模式函数并以此定义真空,确立了量子化。我们提供了一套自洽的精确 WKB 表述,无需借助已知的特殊函数且无需近似即可获得演化矩阵。我们发现,称为 Voros 系数的量在重整化与渐近态相容的精确 WKB 解中起着重要作用。我们表明,与非平凡 Voros 系数共存的歧义可通过施加物理量子化条件予以消除。我们的形式体系提供了一个概念上与实用上的框架,以提升我们对量子化与粒子产生的处理。结合其他近似技术,它可构成解决现有形式体系技术能力之外的一大类问题的基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.19194,
  title  = {Exact WKB Formulation of Quantization and Particle Production in Time-Dependent Backgrounds},
  author = {Ryo Namba and Motoo Suzuki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19194},
  year   = {2025}
}

备注

64 pages (main text 39 pages), 13 figures