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多极玻色子星:类似于氢轨道的宏观玻色-爱因斯坦凝聚体

广义相对论与量子宇宙学 2020-12-23 v1 高能物理 - 理论

摘要

玻色子星常被描述为宏观玻色-爱因斯坦凝聚体。通过让大量玻色子处于同一量子态,它们将量子世界中单粒子的无形概率密度云宏观地实体化。我们将玻色子星的这一诠释更进一步。我们通过显式构造完全非线性解表明,由单一复标量场 Φ\Phi 构成的静态(就其时空度规 gμνg_{\mu\nu} 而言)玻色子星可以具有非平凡的多极结构,其能量密度呈现与基本氢原子轨道的概率密度相同的形态。这为非线性 Einstein--Klein-Gordon 理论的基本解(记为 Φ(N,,m)\Phi_{(N,\ell,m)},可在宏观宇宙中实现)与描述微观世界的库仑势中线性薛定谔方程的解(记为 Ψ(N,,m)\Psi_{(N,\ell,m)})之间提供了紧密类比。在两种情况下,解都由三重量子数 (N,,m)(N,\ell,m) 分类。在引力理论中,多极玻色子星可解释为处于平衡中的单个玻色团块;值得注意的是,具有 m0m\neq 0 的(一般)解描述了无任何连续对称性的引力孤子 [gμν,Φ(N,,m)][g_{\mu\nu},\Phi_{(N,\ell,m)}]。我们也构造了类似于杂化轨道的多极玻色子星。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.10608,
  title  = {Multipolar boson stars: macroscopic Bose-Einstein condensates akin to hydrogen orbitals},
  author = {C. A. R. Herdeiro and J. Kunz and I. Perapechka and E. Radu and Ya. Shnir},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.10608},
  year   = {2020}
}

备注

5 pages, 4 figures