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光子、引力子静质量的广义相对论效应

贝晓敏  
【摘要】:在过去的几个世纪中,基于Maxwell方程的电磁理论物理学取得了令人瞩目的成就.它描述光子质量为零时的宏观现象。然而,光子质量是否真的为零仍然是被关注的问题。通过最简单的推广,可将Maxwell方程变成Proca 方程组,就可以在电磁理论中引入非零光子质量。根据Proca 方程组,具有非零质量的光子将导致很多新的现象:如光速将与频率有关、静电场将发生偏差(附加了汤川势)、电磁波的纵向分量将不为零。 过去几十年,国际上在主要研究平直时空中的Proca方程组的同时,也开展了对弯曲时空中Proca方程组的研究,研究非零质量光子对各种度规的影响。本人主要的工作有:一、我们研究了弯曲时空下的磁偶极矩的Proca效应。得到了在纯磁场下的Proca方程和其在Schwarzschild时空下的矢势表达式。通过方程组的迭代得到了在远区条件下的Einstein-Proca方程的解。二、 我们研究了弯曲时空下的电场的Proca方程。通过解析延拓到复空间的方法我们得到了含光子静止质量项的Kerr-Newman度规。即表示在光子含质量条件下的Kerr-Newman 时空的修正解。三、与非零质量的光子同样引人注意的是具有非零质量的引力子的特殊性质。我们从理论上推导出假设引力子含静止质量时的周期变化率的表达,然后通过比较对双星PSR B1913+16周期变化率的理论预测与2001观测数据[55],可以给出引力子的上限为 。


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