非极小耦合电磁场及其对原初黑洞的可观测效应

广义相对论（GR）的假设已被高精度验证，但我们对引力如何与物质场相互作用的理解仍不完整。在经典与量子领域均已提出多种 GR 修正，以在强引力 regime 下处理这些相互作用。其中一种方法是非极小耦合（NMC），即时空曲率（标量与张量）与物质场相互作用，导致物质场不沿测地线运动。为探究 NMC 的天体物理效应，本工作中我们研究黑洞存在下的非极小耦合电磁（EM）场。具体而言，我们表明原初黑洞（PBHs）提供了一种约束 NMC 参数的可能工具。PBHs 是一类不遵从无毛定理的引人注目的宇宙学黑洞。我们将 PBH 建模为 Sultana--Dyer 黑洞并与 Schwarzschild 比较。我们考察了 Schwarzschild 与 Sultana--Dyer 黑洞下非极小耦合光子的光子球半径、临界碰撞参数与总偏转角等可观测量。两种黑洞时空均给出对 NMC 参数类似的约束。对于质量 $M=10^{-5} M_{\odot}$ 的 PBH，某一模式下光子球不会形成。因此，形成光子球的光子将高度偏振，可能带来可观测效应。