(3+1) 维 de Sitter 时空中的真空双折射与 Schwinger 效应

在 de Sitter 时空中，真空中由电场诱导的电流已知具有某些特殊性，例如轻玻色子在弱电场中的红外超导电性。此外，曾有声称称轻玻色子在中强电场中、以及任意质量的费米子在低于某阈值的电场中出现负电导率。而且，在大质量与弱电场的极限下，电流包含未被指数压低的项，这与半经典直觉相反。在此我们解释这些行为，表明所报道的大部分负电导率是虚假的。首先，我们表明未被指数压低的项恰好源自局域 Euler-Heisenberg 拉格朗日量（适当推广到弯曲空间）。因此，此类项与对产生或电荷输运无关，而是对应于电场的非线性（尤其负责真空双折射）。其余贡献被指数压低，对应于 Schwinger 对的创生。其次，我们论证对于轻载流子，正规化电流中的负项并不对应于负电导率，而是对应于直到高能 Hubble 尺度的电耦合常数的对数跑动。我们得出结论，上述负贡献均不能引起诸如 de Sitter 中电场的自发增长之类的不稳定性，至少在弱耦合 regime 内如此。第三，我们提供了红外超导电性的启发性推导，澄清了其在磁生成场景中的可能作用。