旋进中子星双星中的引力卡西米尔效应

当前，关于真空能的讨论与研究正引起理论与实验两方面的高度关注。在特殊边界条件下，各类场的真空态可能贡献出非平凡的宏观真空能，即卡西米尔效应，这已成为一个跨学科课题，并在物理学的多个领域中发挥重要作用。我们采用Schwinger源理论，研究了在径向间距为$10^9 \rm m$的旋进中子星（NS）双星中由于引力量子化而产生的卡西米尔效应，即引力卡西米尔效应（GCE）。通过考虑由旋进轨道运动产生的引力电磁学（GEM），并评估GEM对轨道衰减过程中辐射的引力子真空能的贡献，我们证明：当双星的轨道间距在径向衰减距离$L$时，GEM会对引力真空能造成微小的卡西米尔修正，除引力之外，它还向双星贡献一个吸引性的引力卡西米尔力。由宽间距旋进中子星双星发射的引力波（GWs）位于$10^{-4}-1$ Hz的低频段。对于$10^{-3}$ Hz的特征引力波频率，对信号的引力卡西米尔修正估计为$\sim10^{-24}$量级，对应于$10^{-20}$ N的力。考虑到星基引力波天文台LISA/eLISA和太极的灵敏度可降低至$10^{-24}$，我们预期灵敏度提升后的LISA/eLISA和太极将在不久的将来成为探测GCE的有力工具。