引力波背景中的粒子产生

我们研究了无质量粒子（如光子）由引力波产生的可能性。树图级 Feynman 图（例如两个引力子转化为两个光子，即 $g + g \rightarrow \gamma + \gamma$）暗示了这种过程应该会发生。在此，我们计算了引力波产生无质量标量场的速率。这是通过将标量场置于平面引力波背景中并计算该标量场的 4-流来实现的。即使在标量场的真空极限下，它也具有非零的真空期望值（类似于 Higgs 机制中发生的情况）和非零的流。我们将此与引力场产生标量场量子联系起来。这种效应对引力波的衰减具有潜在影响，因为无质量场是以消耗引力场为代价产生的。这与含时 Schwinger 效应有关，但其中电场被引力波背景取代，电子/正电子场量子被无质量标量“光子”取代。由于产生的标量量子是无质量的，因此不存在像 Schwinger 效应中由于电子质量而出现的指数抑制。