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在波纹引力背景下非均匀外部磁场中的克莱因-戈森粒子

广义相对论与量子宇宙学 2025-08-05 v2 高能天体物理现象

摘要

我们研究了在波纹引力理论下、于 Bonnor-Melvin(BM)时空背景中受制于宇宙常数的非均匀外部磁场中的克莱因-戈森(KG)玻色子的行为。在此过程中,我们表明 BM 时空在 r=0r = 0 处以及 r=π/2Λr = \pi/\sqrt{2\Lambda} 处引入域壁(即无限不可穿透的硬墙),这是由此类磁化 BM 时空所产生的有效引力势场的结果。因此,KG 粒子/反粒子的运动被限制在区间 r[0,π/2Λ]r \in [0, \pi/\sqrt{2\Lambda}] 内,粒子与反粒子无法在其他区域出现。接下来,我们以一般 Heun 函数 HG(a,q,α,β,γ,δ,z)H_G(a, q, \alpha, \beta, \gamma, \delta, z) 形式提供了条件严格解。位于 BM 域壁内且满足可严格求解条件下,我们研究了波纹引力对 KG 玻色场在 BM 时空背景下受制于宇宙常数的非均匀外部磁场中的作用。我们采用三组波纹函数:f(u)=(1β~E)1,h(u)=1 f(u) = (1 - \tilde{\beta} |E|)^{-1}, \, h(u) = 1; 以及 f(u)=1,h(u)=1β~Eυ f(u) = 1, \, h(u) = \sqrt{1 - \tilde{\beta} |E|^\upsilon} ,其中 u=E/Epu = |E| / E_pβ~=β/Ep\tilde{\beta} = \beta / E_pβ\beta 为波纹参数。我们发现,这些波纹函数组 (f(u),h(u))(f(u), h(u)) 完全符合波纹引力理论,确保 EpE_p 是粒子与反粒子 alike 所能获得的最大能量。此外,我们表明相应的玻色态形成受磁化 BM 时空背景所驱动的旋转涡旋。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.05717,
  title  = {Klein-Gordon particles in a nonuniform external magnetic field in Bonnor-Melvin rainbow gravity background},
  author = {Omar Mustafa and Abdullah Guvendi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.05717},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 6 figures