不同时空度规下的Proca效应

论文摘要

Maxwell电磁场理论是迄今为止最成功的物理理论之一,是近代物理学的基础。这个理论以Maxwell方程组为基础,描述经典电磁场的一切现象。至今尚未发现有与Maxwell电磁场理论相违背的实验结果。光子是电磁场的量子,是对电磁场进行量子化的结果。对Maxwell方程组的进一步研究指出,这个方程组的成立要求光子的静止质量为零。如果光子静止质量不为零,那么就可以把非零的光子静止质量引入电磁理论中,于是Maxwell方程组就推广为Proca方程组。与不含静止质量的光子相比较,含质的光子会产生许多异样的现象,如光速与频率有关、静态电磁场发生偏差（附加Yukawa势）、出现电磁波的纵向分量辐射。光子有限的静止质量所带来的这些性质也将影响时空结构。广义相对论告诉我们,时空结构由度规张量表示,度规张量由引力场方程确定。引力场方程中的能量—动量张量确定物质的存在如何影响时空结构。光子有限的静止质量改变了能量—动量张量,从而改变时空结构,并可能带来某些可观测效应。过去几十年内,国内外引力学界对不同时空下的Proca效应进行一些研究,分析光子如果具有静止质量将对时空结构有什么样的影响。 在硕士研究生阶段,我们在假定光子具有静止质量的情况下,计算了含磁矩的引力场、Kerr-Newman时空的引力场、Reissller—Nodstrom de Sitter时空的引力场的度规。本文将对这些工作依次介绍。 本文将首先介绍一下几个常见引力场在零光子静止质量时的度规,然后再具体讨论几个不同时空下的Proca效应。本文主要分为以下几部分: 一.Proca效应的介绍。 二.零光子静止质量时几种引力时空; 三.磁偶极场的Proca效应、Kerr-Newman时空的Proca效应; 四.Reissner-Nodstrom de Sitter时空的Proca效应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 Proca效应的简介
• 1.2 含静止质量的电磁场理论
• 1.3 有关光子静止质量的问题
• 2 几种不同的引力时空
• 2.1 静态球对称荷电物体的外部引力场
• 2.2 静态荷电、荷磁物体的外部引力场
• 2.3 旋转球对称荷电物体的外部引力场
• 2.4 宇宙常数不为零时静态球对称荷电物体的外部引力场
• 3 光子静止质量不为零的情况下的几种引力时空度规的计算
• 3.1 Einstein-Proca场的轴对称解
• 3.2 Einstein-Proca场的旋转轴对称解
• 3.3 Reissner-Nordstrom de sitter—Proca场的球对称解
• 4 几种时空解的物理意义及结果分析
• 4.1 几种时空解的物理意义及结果分析
• 4.2 本文小结及时空解的理论展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ：攻读硕士学位期间完成的毕业论文
• 附录Ⅱ：迭代法的基本介绍