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麦克斯韦-克莱因-戈登理论中几何诱导的真空极化与模式移动

光学 2025-12-09 v1 广义相对论与量子宇宙学 数学物理 math.MP 量子物理

摘要

几何约束已知通过有效势修改单粒子动力学,但其对相互作用量子真空的印记在很大程度上仍未被探索。在本工作中,我们研究约束于弯曲曲面上的麦克斯韦-克莱因-戈登系统,并证明几何势 Σgeom(r)\Sigma_{\mathrm{geom}}(\mathbf{r}) 充当局部重整化环境。我们表明,外曲率修改标量圈谱,以位置依赖的质量修正 M2(r)m2+Σgeom(r)M^2(\mathbf{r}) \to m^2 + \Sigma_{\mathrm{geom}}(\mathbf{r}) 进入真空极化。这诱导了电磁响应的有限、规范不变的"几何诱导跑动"。在长波区域(QR1|\mathbf{Q}|R \ll 1)中,我们推导了相对频率移动 Δω/ω\Delta\omega/\omega 的闭式表达式,该表达式由电能密度与几何势的重叠所支配。将此形式化方法应用于高斯凸起、圆柱壳和环面,我们识别出能够区分这些量子圈修正与经典几何光学的独特谱特征。我们的结果表明,空间曲率可作为"真空工程"的可调旋钮,在高 QQ 腔体和等离子体系统中提供可测量的频率移动。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.06605,
  title  = {Geometry-Induced Vacuum Polarization and Mode Shifts in Maxwell-Klein-Gordon Theory},
  author = {Li Wang and Jun Wang and Yong-Long Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06605},
  year   = {2025}
}