光的引力 Faraday 与自旋霍尔效应

引力 Faraday 效应及其对偶的光的自旋霍尔效应出现在具有非零角动量的时空中。这些效应曾在稳态、渐近平坦时空中被研究。此处我们在任意非稳态、渐近平坦时空中研究这些效应。这些效应源于光偏振与时空角动量之间的相互作用。由于此种相互作用，左、右旋圆偏振光的相速度变得不同，导致引力 Faraday 效应。这一差异意味着这些分量具有不同的动力学，开始沿不同路径传播——即光的引力自旋霍尔效应。由于该效应，引力场将非偏振光的多分量光束分裂并产生偏振的引力彩虹。分量分离是一种在长程渐近中观测到的累积效应。为研究此效应，我们构造一致的光程展开并推导描述该效应的动力学方程。为分析该动力学方程，我们将其表示为局域空间与时间分解形式。该方程的空间部分在相关光学度规中呈现，类似于带电粒子在磁场中受 Coriolis 力作用下的动力学方程。