×

量子有效作用的引力介导散射振幅。 (英语) Zbl 1456.83022号

摘要:我们利用引力物质系统量子有效作用的曲率展开,构造了Minkowski背景下非最小耦合标量场的引力介导散射振幅。通过设计,形式主义参数化了这些过程的所有量子修正,并且明显具有规范不变性。详细分析了由UV完整性、单位性和因果关系产生的条件,并通过显式构造表明,量子有效作用提供了足够的空间来满足这些结构要求,而不引入非局域性或更高的自旋自由度。我们的框架为所有在量子场论框架内寻求重力量化的量子引力程序提供了一种自下而上的方法。它的范围通过具体的例子来说明,包括有效场理论、斯特尔引力、无限导数引力和渐近安全性。

MSC公司:

83立方厘米 引力场的量子化
83D05号 爱因斯坦以外的相对论引力理论,包括非对称场理论
81U20型 \量子理论中的(S)-矩阵理论等
81T17型 重整化群方法在量子场论问题中的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Froissart,M.,曼德尔斯塔姆表象中的渐近行为和减法,物理学。修订版,123,1053(1961)·doi:10.1103/PhysRev.123.1053
[2] Froissart,M.,Froissart-bound,学术媒体,510353(2010)·doi:10.4249/学术媒体.10353
[3] Cerulus,FA;Martin,A.,高能大角度弹性散射的下限,物理学。莱特。,8, 80 (1964) ·doi:10.1016/0031-9163(64)90807-8
[4] 爱泼斯坦,H。;Martin,A.,《大角度散射振幅的严格下限》,Phys。D版,99,114025(2019)·doi:10.1103/PhysRevD.99.114025
[5] 亚当斯。;Arkani-Hamed,N。;Dubovsky,S。;Nicolis,A。;Rattazzi,R.,因果关系、分析性和红外对紫外完成的阻碍,JHEP,1014(2006)·doi:10.1088/1126-6708/2006/10/014
[6] 卡曼霍,XO;Edelstein,JD;Maldacena,J。;Zhiboedov,A.,引力三点耦合修正的因果约束,JHEP,02020(2016)·Zbl 1388.83093号 ·doi:10.1007/JHEP02(2016)020
[7] B.Bellazzini,C.Cheung和G.N.Remmen,来自酉性和分析的量子引力约束,物理。版本D93(2016)064076[arXiv:1509.00851]【灵感】。
[8] Chandrasekaran,V。;雷曼,GN;Shahbazi-Moghaddam,A.,《Higher-Point Positivity》,JHEP,2015年11月(2018年)·Zbl 1404.81274号 ·doi:10.1007/JHEP11(2018)015
[9] C.Vafa,《弦乐景观与沼泽地》,hep-th/0509212[灵感]。
[10] 乌古里,H。;Vafa,C.,《关于弦乐景观和沼泽地的几何》,Nucl。物理学。B、 766、21(2007)·兹比尔1117.81117 ·doi:10.1016/j.nuclphysb.2006.10.033
[11] Palti,E.,《沼泽地:引言与评论》,Fortsch。物理。,67, 1900037 (2019) ·Zbl 1527.83096号 ·doi:10.1002/prop.201900037
[12] G.t Hooft和M.J.G.Veltman,《万有引力理论中的单圈发散》,《Ann.Inst.H.Poincare Phys》。西奥。A20(1974)69【灵感】·Zbl 1422.83019号
[13] 戈洛夫,MH;萨格诺蒂,A.,《双圈量子引力》,《物理学》。莱特。B、 160、81(1985)·doi:10.1016/0370-2693(85)91470-4
[14] 戈洛夫,MH;Sagnotti,A.,《爱因斯坦引力的紫外线行为》,Nucl。物理学。B、 266709(1986)·doi:10.1016/0550-3213(86)90193-8
[15] J.Polchinski,弦论。第1卷:玻色弦简介,剑桥数学物理专著,剑桥大学出版社(2007)[DOI][INSPIRE]。
[16] J.F.Donoghue,牛顿势的领先量子修正,物理学。Rev.Lett.72(1994)2996[gr-qc/9310024]【灵感】。
[17] J.F.Donoghue,作为有效场理论的广义相对论:领先的量子修正,物理学。版本D50(1994)3874[gr-qc/9405057][灵感]。
[18] C.P.Burgess,《日常生活中的量子引力:作为有效场理论的广义相对论》,《生活评论》第7卷(2004)第5期[gr-qc/0311082][启示录]·Zbl 1070.83009号
[19] J.F.Donoghue、M.M.Ivanov和A.Shkerin,EPFL关于广义相对论作为量子场论的讲座,arXiv:1702.00319[INSPIRE]。
[20] K.Becker、M.Becker和J.H.Schwarz,《弦论和M理论:现代导论》,剑桥大学出版社(2006)【灵感】。
[21] V.Schomerus,《弦论入门》,剑桥大学出版社(2017)[INSPIRE]·Zbl 1508.81003号
[22] T.Thiemann,回路量子引力讲座,莱克特。《物理笔记》631(2003)41[gr-qc/0210094]【灵感】。
[23] C.Rovelli,量子引力,剑桥数学物理专著,剑桥大学出版社(2004)[DOI][INSPIRE]·兹比尔1091.83001
[24] A.Ashtekar和J.Pullin编辑,《循环量子引力:前30年》,《广义相对论100年》第4卷,世界科学(2017)[DOI][INSPIRE]·兹比尔1367.83004
[25] 尼德迈尔,M。;Reuter,M.,《量子引力中的渐近安全场景》,《生活评论》,2006年第9期,第5期·Zbl 1255.83056号 ·doi:10.12942/lrr-2006-5
[26] Litim,DF,Renormalisation group and the Planck scale,Phil.Trans.(重新规范化小组和普朗克量表)。罗伊。Soc.长度。A、 3692759(2011)·Zbl 1228.82028号
[27] M.Reuter和F.Saueresig,《量子爱因斯坦引力》,《新物理学杂志》14(2012)055022[arXiv:1202.2274]【灵感】·Zbl 1448.83010号
[28] A.Ashtekar、M.Reuter和C.Rovelli,《从广义相对论到量子引力》,arXiv:1408.4336[启示]。
[29] 艾奇霍恩,A.,《量子引力和物质的渐近安全范式的状态》,发现。物理。,48, 1407 (2018) ·兹比尔1411.83022 ·doi:10.1007/s10701-018-0196-6
[30] 艾奇霍恩,A.,《量子引力和物质的渐近安全指南》,Front。阿童木。空间科学。,5, 47 (2019) ·doi:10.3389/fspas.2018.00047
[31] M.Reichert,讲义:功能重整化群和渐近安全量子引力,PoSModave2019(2020)005。
[32] Ambjörn,J。;Görlich,A。;Jurkiewicz,J。;Loll,R.,非微扰量子引力,物理学。报告。,519, 127 (2012) ·doi:10.1016/j.physrep.2012.03.007
[33] R.Loll,因果动力学三角化的量子引力:综述,课堂。数量。Grav.37(2020)013002[arXiv:1905.08669]【灵感】·Zbl 1478.83095号
[34] R.D.Sorkin,因果集:离散引力,《量子引力学派》,第305-327页(2003)[DOI][gr-qc/0309009][INSPIRE]。
[35] S.Surya,因果集量子引力方向,arXiv:1103.6272[灵感]。
[36] Baratin,A。;Oriti,D.,非交换度量变量群场理论,Phys。修订稿。,105, 221302 (2010) ·doi:10.1103/PhysRevLett.105.221302
[37] D.Oriti,《量子空间作为群场理论的微观动力学》,载于《时空基础:对量子引力的反思》,第257-320页(2011年)[arXiv:1110.5606][INSPIRE]·Zbl 1269.83008号
[38] T.Biswas、E.Gerwick、T.Koivisto和A.Mazumdar,朝向奇异性和无鬼引力理论,物理学。Rev.Lett.108(2012)031101[arXiv:1110.5249]【灵感】。
[39] 塔拉加尼斯,S。;Mazumdar,A.,《无限导数场论中的高能散射与无鬼引力》,第二类。数量。重力。,33145005(2016)·Zbl 1346.83057号 ·doi:10.1088/0264-9381/33/14/14505
[40] Talaganis,S。;Biswas,T。;Mazumdar,A.,《在无限导数引力理论中理解量子环的紫外线行为》,类。数量。重力。,32, 215017 (2015) ·Zbl 1329.83168号 ·doi:10.1088/0264-9381/32/21/215017
[41] Buoninfante,L。;兰比亚斯,G。;Mazumdar,A.,无鬼无限导数量子场理论,Nucl。物理学。B、 944114646(2019)·Zbl 1430.81048号 ·doi:10.1016/j.nuclphysb.2019.114646
[42] 莫德斯托,L。;Rachwał,L.,《非局域量子引力:综述》,国际期刊Mod。物理学。D、 261730020(2017)·Zbl 1382.83044号 ·doi:10.1142/S0218271817300208
[43] A.O.Barvinsky和G.A.Vilkovisky,协变微扰理论。2:曲率的二阶。通用算法,Nucl。物理学。B333(1990)471【灵感】。
[44] 克诺尔,B。;里普肯,C。;Saueresig,F.,《渐进安全中的形状因素:概念概念和计算工具箱》,课堂。数量。重力。,36, 234001 (2019) ·Zbl 1478.83093号 ·doi:10.1088/1361-6382/ab4a53
[45] 德雷珀,T。;克诺尔,B。;里普肯,C。;Saueresig,F.,《有限量子重力振幅-无附加字符串》,Phys。修订稿。,125, 181301 (2020) ·doi:10.1103/PhysRevLett.125.181301
[46] A.Codello和O.Zanusso,《关于非局部热核膨胀》,J.Math。Phys.54(2013)013513【arXiv:12032034】【灵感】·兹比尔1282.35181
[47] B.Knorr和S.Lippoldt,弯曲背景下的相关函数,Phys。版本D96(2017)065020[arXiv:1707.01397]【灵感】。
[48] A.Satz、A.Codello和F.D.Mazzitelli,有效平均作用的低能量子引力,物理学。版本D82(2010)084011[arXiv:1006.3808]【灵感】。
[49] Ohta,N。;Rachwal,L.,《功能重整化群的有效作用》,《欧洲物理学》。J.C,80,877(2020)·doi:10.1140/epjc/s10052-020-8325-8
[50] xAct:Mathematica的高效张量计算机代数,http://xact.es/index.html。
[51] Martin-Garcia,JM;葡萄牙,R。;Manssur,LRU,因瓦张量包,计算。物理学。社区。,177, 640 (2007) ·Zbl 1196.15006号 ·doi:10.1016/j.cpc.2007.05.015
[52] Brizuela,D。;Martin-Garcia,JM;Mena Marugan,GA,xPert:度量摄动理论的计算机代数,Gen.Rel.Grav。,41, 2415 (2009) ·Zbl 1176.83004号 ·doi:10.1007/s10714-009-0773-2
[53] Martín-García,JM,xPerm:张量计算机代数的快速索引规范化,计算。物理学。社区。,179, 597 (2008) ·Zbl 1197.15002号 ·doi:10.1016/j.cpc.2008.05.009
[54] Nutma,T.,xTras:一个受现场理论启发的用于数学计算的xAct软件包。物理学。社区。,185, 1719 (2014) ·Zbl 1348.7003号 ·doi:10.1016/j.cpc.2014.02.006
[55] 斯特尔,KS,《具有更高导数的经典引力》,《相对引力》。,9, 353 (1978) ·doi:10.1007/BF00760427
[56] F.Arici、D.Becker、C.Ripken、F.Sauersig和W.D.van Suijlekom,《高导数标量理论中的反射积极性》,J.Math。Phys.59(2018)082302[arXiv:1712.04308]【灵感】·Zbl 1395.81146号
[57] R.Alonso和A.Urbano,《振幅、共振和紫外线引力完形》,物理学。版次D100(2019)095013[arXiv:1906.11687]【灵感】。
[58] Weinberg,S.,《红外光子和引力子》,《物理学》。修订版,140,B516(1965)·doi:10.1103/PhysRev.140.B516
[59] J.F.Donoghue和T.Torma,引力子-引力子散射的红外行为,物理学。修订版D60(1999)024003[hep-th/9901156][灵感]。
[60] Akhoury,R。;Saotome,R。;Sterman,G.,《微扰量子引力中的共线和软发散》,物理学。版本D,84,104040(2011)·doi:10.1103/PhysRevD.84.104040
[61] AO巴文斯基;Gusev,Y。;佐治亚州维尔科维斯基;Zhytnikov,VV,The One loop effective action and trace annormation in four-dimensional,Nucl.《单圈有效作用和四维追踪异常》。物理学。B、 439561(1995)·兹比尔0990.81718 ·doi:10.1016/0550-3213(94)00585-3
[62] I.B.Khriplovich和G.G.Kirilin,牛顿定律的量子功率修正,J.实验理论。《物理学》95(2002)981[gr-qc/0207118]【灵感】。
[63] N.E.Bjerrum-Bohr、J.F.Donoghue和B.R.Holstein,两个质量非相对论散射势的量子引力修正,物理学。修订版D67(2003)084033【勘误表ibid.71(2005)069903】【hep-th/0211072】【灵感】。
[64] Codello,A。;佩尔卡奇,R。;拉赫瓦,L。;Tonero,A.,《用功能重整化群计算有效作用》,《欧洲物理学》。J.C,76,226(2016)·doi:10.1140/epjc/s10052-016-4063-3
[65] R.Percacci,《协变量子引力和渐近安全导论》,《广义相对论100年》第3卷,世界科学(2017)[DOI][INSPIRE]。
[66] Codello,A。;Jain,RK,关于有效引力场理论的协变形式和超前阶修正,Class。数量。重力。,33, 225006 (2016) ·Zbl 1351.83022号 ·doi:10.1088/0264-9381/33/22/22506
[67] A.Codello和R.K.Jain,关于有效引力场理论的协变形式及其宇宙学含义,Class。数量。Grav.34(2017)035015[arXiv:1507.07829]【灵感】·Zbl 1358.83089号
[68] E.Belgacem、Y.Dirian、S.Foffa和M.Maggiore,《非局部重力》。概念方面和宇宙学预测,JCAP03(2018)002[arXiv:1712.07066][INSPIRE]·Zbl 1530.83045号
[69] Belgacem,E。;Dirian,Y。;芬克,A。;Foffa,S。;Maggiore,M.,《红外引力和有效非局部模型》,JCAP,2010年4月(2020年)·Zbl 1491.83007号 ·doi:10.1088/1475-7516/2020/04/010
[70] G.P.de Brito、M.G.Campos、L.P.R.Ospedal和K.P.B.Veiga,量子修正的单极-单极相互作用引力势,物理学。版次D102(2020)084015[arXiv:2006.12824]【灵感】。
[71] C.Wetterich,有效非局部欧几里德引力,Gen.Rel.Grav.30(1998)159[gr-qc/9704052][INSPIRE]·Zbl 0925.53034号
[72] M.Maggiore,来自广义相对论非局部红外修正的幻影暗能量,物理学。版本D89(2014)043008[arXiv:1307.3898]【灵感】。
[73] M.Maggiore和M.Mancarella,非局部引力和暗能量,物理学。版本D90(2014)023005[arXiv:1402.0448]【灵感】。
[74] 克诺尔,B。;Saueressig,F.,《重建引力的量子有效作用》,Phys。修订稿。,121161304(2018)·doi:10.10103/物理通讯.121.161304
[75] 斯特尔,KS,高导数量子引力的重正化,物理学。D版,16953(1977)·doi:10.1103/PhysRevD.16.953
[76] Anselmi,D.,《引力相互作用的量子场论》,JHEP,06086(2017)·Zbl 1380.83087号 ·doi:10.1007/JHEP06(2017)086
[77] Anselmi,D。;Piva,M.,《量子引力、赝品和微因果》,JHEP,11,021(2018)·Zbl 1404.83025号 ·doi:10.1007/JHEP11(2018)021
[78] D.Anselmi,Fakeons,量子引力与对应原理,《从引力角度看量子理论的进展与展望:物理学和数学的桥梁基础》,(2019)[arXiv:1911.10343][灵感]。
[79] 多诺霍,JF;Menezes,G.,因果之箭和量子引力,物理学。修订稿。,123, 171601 (2019) ·doi:10.1103/PhysRevLett.123.171601
[80] Salvio,A。;Strumia,A。;Veermäe,H.,《四阶导数重力的新红外增强》,《欧洲物理学》。J.C,78,842(2018)·doi:10.1140/epjc/s10052-018-6311-1
[81] A.Ghoshal、A.Mazumdar、N.Okada和D.Villalba,无限导数阿贝尔-希格斯模型的稳定性,物理学。版本D97(2018)076011[arXiv:1709.09222]【灵感】。
[82] Dittrich,W。;Reuter,M.,《量子电动力学中的有效拉格朗日数》,Lect。注释物理。,220, 1 (1985) ·doi:10.1007/3-540-15182-6_1
[83] 尤林,EA,正电子理论中的极化效应,物理学。修订版,48、55(1935)·Zbl 0012.13605号 ·doi:10.1103/PhysRev.48.55
[84] A.Bonanno和M.Reuter,来自量子引力重整化群的普朗克时代宇宙学,物理学。修订版D65(2002)043508[hep-th/0106133][INSPIRE]。
[85] 路透社,M。;Saueresig,F.,《从大爆炸到渐近的德西特:量子引力框架下的完整宇宙学》,JCAP,09012(2005)·Zbl 1236.83051号 ·doi:10.1088/1475-7516/2005/09/012
[86] M.Hindmarsh和I.D.Saltas,f(R)重正化组的重力,Phys。版本D86(2012)064029[arXiv:1203.3957]【灵感】。
[87] Bonanno,A。;Saueresig,F.,《渐近安全宇宙学——现状报告》,《康普特斯·伦德斯物理学》,第18期,第254页(2017年)·doi:10.1016/j.crhy.2017.02.002
[88] Bonanno,A。;Platania,A。;Saueressig,F.,渐近安全引力物质模型场内容的宇宙学界,Phys。莱特。B、 784229(2018)·doi:10.1016/j.physletb.2018.06.047
[89] A.Bonanno和M.Reuter,重整化小组改进黑洞时空,Phys。修订版D62(2000)043008[hep th/0002196][INSPIRE]。
[90] 蔡,Y-F;Easson,DA,具有更高导数的渐近安全引力理论中的黑洞,JCAP,09002(2010)·doi:10.1088/1475-7516/2010/09/002
[91] K.Falls和D.F.Litim,《显微镜下的黑洞热力学》,Phys。版本D89(2014)084002[arXiv:1212.1821]【灵感】。
[92] 科赫,B。;Sauressig,F.,《渐进安全中的黑洞》,国际期刊Mod。物理学。A、 291430011(2014)·Zbl 1286.83003号 ·doi:10.1142/S0217751X14300117
[93] Platania,A.,《黑洞时空的动态重整化》,《欧洲物理学》。J.C,79,470(2019年)·doi:10.1140/epjc/s10052-019-6990-2
[94] Bonanno,A。;卡萨迪奥,R。;Platania,A.,《恒星内部的引力反屏蔽》,JCAP,01022(2020)·Zbl 1489.85005号 ·doi:10.1088/1475-7516/2020/01/022
[95] 多诺霍,JF;El-Menoufi,BK,无质量QED和曲率膨胀的协变非局部作用,JHEP,10,044(2015)·Zbl 1388.83225号 ·doi:10.1007/JHEP10(2015)044
[96] Donoghue,JF,《渐进安全计划批判》,Front。在Phys。,8, 56 (2020) ·doi:10.3389/fphy.2020.00056
[97] Bonanno,A.,渐近安全重力的临界反射,Front。在Phys。,8, 269 (2020) ·doi:10.3389/fphy.2020.00269
[98] M.Reuter和F.Saueresig,《量子引力和函数重整化群》,剑桥大学出版社(2019)[INSPIRE]。
[99] Wetterich,C.,有效势的精确演化方程,Phys。莱特。B、 301、90(1993)·doi:10.1016/0370-2693(93)90726-X
[100] T.R.Morris,精确重整化群和近似解,国际期刊。物理学。A9(1994)2411[hep-ph/9308265][灵感]·Zbl 0985.81604号
[101] Reuter,M.,量子引力的非微扰演化方程,物理学。D版,57971(1998)·doi:10.1103/PhysRevD.57.971
[102] M.Reuter和F.Saueresig,爱因斯坦-希尔伯特截断中量子引力的重正化群流,物理学。修订版D65(2002)065016[hep-th/0110054][INSPIRE]。
[103] 汉堡,HW;Toriumi,R.,《运行的宇宙学常数的不一致性》,Int.J.Mod。物理学。D、 221320023(2013)·兹比尔1278.81008 ·doi:10.1142/S0218271813300231
[104] Codello,A.,《来自函数重整化群方程的Polyakov有效作用》,《年鉴物理学》。,325, 1727 (2010) ·Zbl 1195.83037号 ·doi:10.1016/j.aop.2010.04.013
[105] Bosma,L。;克诺尔,B。;Sauressig,F.,《在渐进安全中解决时空奇异性》,物理学。修订稿。,123, 101301 (2019) ·doi:10.1103/PhysRevLett.123.101301
[106] Franchino-Viñas,南非;de Paula Netto,T。;伊利诺伊州夏皮罗;Zanusso,O.,《四维引力中物质场的形状因子和解耦》,《物理学》。莱特。B、 790、229(2019)·Zbl 1411.83083号 ·doi:10.1016/j.physletb.2019.01.021
[107] N.Christiansen、B.Knorr、J.M.Pawlowski和A.Rodigast,《量子引力中的全球流动》,《物理学》。版本D93(2016)044036[arXiv:1403.1232][灵感]。
[108] 北卡罗来纳州克里斯蒂安森。;克诺尔,B。;梅博姆,J。;Pawlowski,JM;Reichert,M.,局部量子引力,物理学。D版,92121501(2015)·doi:10.1103/PhysRevD.92.121501
[109] Denz,T。;Pawlowski,JM;Reichert,M.,《渐近安全量子引力中的表观收敛》,《欧洲物理学》。J.C,78,336(2018)·doi:10.1140/epjc/s10052-018-5806-0
[110] 艾奇霍恩,A。;拉布斯,P。;Pawlowski,JM;Reichert,M.,量子引力中的有效普适性,《科学后物理学》。,5031(2018)·doi:10.21468/科学期刊物理版5.4.031
[111] 克里斯蒂安森,北。;利蒂姆,DF;Pawlowski,JM;Reichert,M.,《物质引力的渐近安全性》,《物理学》。D版,97106012(2018)·doi:10.1103/PhysRevD.97.106012
[112] N.Christiansen、K.Falls、J.M.Pawlowski和M.Reichert,量子引力的曲率依赖性,物理学。版本D97(2018)046007[arXiv:1711.09259]【灵感】。
[113] B.Bürger、J.M.Pawlowski、M.Reichert和B.-J.Schaefer,量子引力与标量的曲率相关性,arXiv:1912.01624[灵感]。
[114] S.Weinberg,场理论家的关键现象,第14届国际亚核物理学院:理解物质的基本组成,(1976)[DOI][INSPIRE]。
[115] S.Weinberg,《引力量子理论中的紫外发散》,载于《广义相对论:爱因斯坦百年调查》,S.W.Hawking和W.Israel编辑,剑桥大学出版社(1979)[启示]·Zbl 0424.53001号
[116] Veneziano,G.,《交叉对称Regge线性上升轨道振幅的构建》,新墨西哥。A、 57、190(1968年)·doi:10.1007/BF02824451
[117] Virasoro,MA,《具有Regge行为的交叉对称振幅的替代结构》,Phys。版本1772309(1969)·doi:10.1103/PhysRev.177.2309
[118] 夏皮罗,JA,virasoro模型的静电模拟,Phys。莱特。B、 33、361(1970)·doi:10.1016/0370-2693(70)90255-8
[119] M.B.Green、J.Schwarz和E.Witten,超弦理论,第1卷:导论,剑桥数学物理专著,剑桥大学出版社(1987)[灵感]·Zbl 0619.53002号
[120] H.Gies,B.Knorr和S.Lippoldt,量子引力中的广义参数依赖,物理学。版本D92(2015)084020[arXiv:1507.08859]【灵感】。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。