最简单的质量化S矩阵：从最小耦合到黑洞
摘要
在本文中，我们从幺正(on-shell)的视角探究电磁与引力耦合的大质量高自旋态的物理。从三点振幅出发，我们聚焦于以在紫外(UV)匹配到最小耦合为表征的最简单振幅。在红外(IR)下，该振幅对任意带电自旋态给出 g = 2，并对给定自旋给出最佳高能行为。我们进而构造任意自旋的(引力)康普顿(Compton)振幅。我们发现，在引力 sector 中偏离最小耦合的主导形变将导致不一致的因子分解，因此被禁止。由于规范 sector 中相应的形变编码了反常磁偶极矩，这导致如下预言：对于具有 gauge2 = gravity 关系的系统，如微扰弦理论，所有带电态必有 g = 2。随之自然要问，对于一般的自旋，产生这种最小耦合的理论是什么。通过匹配到单体有效作用量，我们惊人地验证：对于大自旋，答案是 Kerr 黑洞。这一辨识因而构成了无毛发定理的幺正化身。最后，利用该辨识以及新构造的康普顿振幅，我们进而计算到 2PM 阶的经典势中与自旋相关的部分，直至两黑洞各自自旋算符的四次。
引用
@article{arxiv.1812.08752,
title = {The simplest massive S-matrix: from minimal coupling to Black Holes},
author = {Ming-Zhi Chung and Yu-tin Huang and Jung-Wook Kim and Sangmin Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.08752},
year = {2019}
}
备注
78 pages 4 figures V2. Improved discussion on the computation procedure of the classical potential, the issue of polynomial ambiguities and update on references. We've also included the complete list of new results involving up to degree four in spin operators of either black hole v3 Typos corrected, published version