引力潮汐力对重正化量子场的影响

本文研究了引力潮汐力对在弯曲时空中传播的重正化量子场的影响，并证明了光学定理在弯曲时空中的推广。在 QED 情形下，潮汐力与重正化光子所伴随的虚 $e^+ e^-$ 对真空极化云的相互作用已被证明会产生若干新现象。具体而言，光子场振幅可以局部增加或减小，对应于折射率的负虚部，这表面上违背了幺正性和光学定理。低于阈值的 $e^+ e^-$ 对衰变也可能发生。本文从非平衡初值问题的角度研究这些问题，计算了在物理上不同的初始条件下，以及标量场理论和 QED 中场从初始类零曲面的演化。文中展示了弯曲时空中有效的广义光学定理如何允许振幅局部增加的同时保持与幺正性的一致性。由此呈现出这样的物理图像：场在弯曲时空中传播时不断被修饰与去修饰，局部引力潮汐力决定了修饰程度，从而决定了重正化量子场的振幅。这些效应通过多个例子加以说明，包括对黑洞奇点附近光子去修饰的描述。