多体碰撞产生的软引力辐射

我们推导了由一般的多粒子或多体引力硬散射所发射的次领头阶引力辐射能谱 $dE^{GW}/d\omega$ 的普适表达式。我们的结果包含了在无质量与有质量粒子/体两种情形下，对一般 $2\rightarrow N$ 碰撞的引力辐射通量的所有 $\mathcal{O}(\omega)$ 修正。我们还展示了在粒子碰撞情形下辐射能通量对量子自旋的依赖关系。接着，我们考虑两个有质量体的引力弹性散射这一特例，即 $m+M\rightarrow m+M$，其中 $m,M$ 分别为两体的质量。我们证明在此情形下所有对能通量的 $\mathcal{O}(\omega)$ 贡献恰好相互抵消。然而，我们也表明，对于 $2\rightarrow 2$ 非弹性散射，包含次领头阶软引力子会导致非零的辐射通量，并在某些渐近 regime 下具有简单表达式。我们的结果可应用于黑洞碰撞的情形，并可能对引力波物理产生可检验的启示。