扭曲粒子在恒星引力场中的运动

在这项工作中，我们探索了具有固有轨道角动量（OAM）的扭曲粒子在弱恒星引力场中的运动，我们使用多方模型对该引力场进行了近似。我们忽略了扭曲粒子的自旋特性，将其建模为无质量复扭曲标量波包，以简化其与引力场的相互作用。基于这一简化，我们通过使用其能量密度中心确定了该扭曲粒子的轨迹，并研究了由其 OAM 诱导的引力双折射。在弱场近似下，我们发现引力双折射-OAM 关系与 Mathisson-Papapetrou-Dixon 方程描述的自旋关系平行。这表明由 OAM 诱导的引力双折射可能比由自旋诱导的大几个数量级，从而显著增强了其可探测性。为了扩展我们的分析，我们在拉格朗日量中引入了一个非最小耦合项 $\lambda R|\phi|^2$，导致修正后的表达式 $\mathcal{L}=-\frac{1}{2}\nabla _\rho\phi\nabla^\rho\phi^*-\frac{1}{2}\lambda R|\phi|^2$。这一调整是弯曲时空中标量场量化所必需的。随后，我们探讨了该项对扭曲粒子运动的影响。我们的研究结果表明，在非最小耦合（$\lambda\neq 0$）下，扭曲粒子的轨迹与最小耦合场景（$\lambda=0$）下的轨迹不同。具体而言，对于正的非最小耦合常数 $\lambda$，与最小耦合场景相比，预计扭曲粒子的轨迹会偏离恒星中心。