自旋-轴子耦合

我们建立了一个新的协变现象学模型，描述了赝标量（轴子）场对测试质量粒子自旋的影响。该模型包含背景赝标量（轴子）、电磁和引力场中粒子运动和自旋演化的广义相对论方程。它既描述了梯度型的直接自旋-轴子耦合，也描述了由电磁场介导的间接自旋-轴子相互作用。我们特别关注由赝标量（轴子）场梯度引起的直接自旋-轴子耦合。我们表明，当赝标量（轴子）场是非均匀和/或非定态时，它描述了自旋进动。该模型的应用对应于归属于赝标量（轴子）场梯度的三类四矢量（类时、类空和零），对此我们进行了详细讨论。它们分别是遗迹宇宙学轴子、分布在球对称静态物体周围的轴子以及引力波场中的轴子所诱导的自旋进动。我们讨论了所获得的精确解的特征以及轴子诱导的自旋旋转的一些一般性质。