رد تانسور انرژي- تكانه و پس‌زني گرانشي اسكالرهاي شوينگر در فضازمان دوسيته سه‌بعدي

Trace of energy-momentum tensor and gravitational backreaction of Schwinger scalars in 3D de Sitter spacetime

در اين مقاله، يك ميدان اسكالر جرم‌دار و باردار جفت‌شده به يك ميدان الكتريكي يكنواخت زمينه در فضازمان دوسيته1 سه‌بعدي را در نظر مي‌گيريم. ما مقدار ثابت جفت‌شدگي بي بعد ميدان اسكالر به خمش اسكالر فضازمان دوسيته سه‌بعدي را برابر با1/8 در نظر مي‌گيريم. چشم‌داشتي رد تانسور انرژي- تكانه را در حالت خلاء ورودي حساب مي‌كنيم و نشان مي‌دهيم كه با استفاده از روش بهسازي2 كم كردن بي‌دررو3 واگرايي فرابنفش خطي حذف مي‌شود و عبارتي متناهي به دست مي‌آيد. رفتار رد بهسازي شده را در قلمروهاي حدي گوناگون جرم ميدان اسكالر و ميدان الكتريكي مطالعه مي‌كنيم. نشان مي‌دهيم كه رد به عنوان تابعي از ميدان الكتريكي داراي يك ناپيوستگي است كه در آن تغيير علامت مي‌دهد. براي مورد جفت‌شدگي همديس4 ميدان اسكالر به فضازمان دوسيته، نشان مي‌دهيم كه رد صفر مي‌شود و ناهنجاري5 رد وجود ندارد. درباره اثر پس‌زني گرانشي زوج‌هاي شوينگر6 خلق شده بحث مي‌كنيم.

In this paper, we consider a massive charged scalar field coupled to a uniform electric field background in a 3 dimensional de Sitter spacetime. We consider the value of the dimensionless coupling constant of the scalar field to the scalar curvature of a 3 dimensional de Sitter spacetime equal to 1/8. We compute the expectation value of the trace of the energy-momentum tensor in the in-vacuum state and we show that using adiabatic subtraction regularization method the linear ultraviolet divergence is removed and a finite expression obtain. We investigate the behavior of the regularized trace for different intensities of the scalar field mass and the electric field. We show that the trace as a function of the electric field has a discontinuity at which it changes the sign. We show that for the case of a conformally coupled scalar field to the de Sitter spacetime the trace vanishes, and there is no trace anomaly. We discuss the gravitational backreaction effect of the created Schwinger pairs.