旋进波纹在中子星双星轨道平面上诱导的量子效应

我们使用路径积分公式，研究了在引力束缚的中子星（NS）双星中，由轨道平面的旋进侧向波纹所诱导的一些动力学量子效应，其轨道间距为$10^9$ m。基于Dewitt方法，我们计算了双星平面的引力卡西米尔能量代价，其由静态引力效应和形变诱导效应组成。研究发现，静态效应包含来自轨道平面自引力的一项以及双星系统牛顿引力势的贡献。而形变诱导效应同样来源于两部分，即轨道束缚能的不稳定性（标度为$\frac{1}{(R-r)^2}$）和轨道束缚能的动力学卡西米尔能量代价（按$\frac{1}{(R-r)^4}$衰减）。动力学引力卡西米尔现象及相应能量代价修正了双星的旋进轨道运动，从而修正了所释放引力波（GWs）的频率。我们考虑了两个NS组分的力学响应，并定性研究了其对系统轨道运动和GW频率的修正。研究发现，动力学卡西米尔效应对双星平面施加了一个依赖于GW频率的耗散力。由此产生的耗散可能随间距减小和GW频率增大而增强，进而加速双星的轨道衰减。然而，耗散率仅为$10^{-70}$ eV/s量级。因此，考虑到系统的宽间距、宇宙学并合时间以及低频GWs，对NS双星动力学的修正是非常微小的。