Resolving the pathologies of self-interacting Proca fields: A case study of Proca stars
Resolving the pathologies of self-interacting Proca fields: A case study of Proca stars
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解决自相互作用普罗卡场的病理：普罗卡星的案例研究
DOI：
10.1103/physrevd.106.084022
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发表时间：
2022
影响因子：
5
通讯作者：
Minamitsuji Masato
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Aoki Katsuki;Minamitsuji Masato
有人认为，自相互作用的大质量矢量场是病态的，这是由于矢量场的奇异有效度量的动态形成，这是梯度或幽灵不稳定的开始。我们讨论了这种奇点的形成不一定是一个基本问题，而是质量矢量场的有效场论（EFT）描述的分解。利用紫外补全模型，证明了Proca星作为矢量场的自引力凝聚体，即使在紫外条件下发生梯度不稳定，也能继续存在。在这种情况下，EFT描述仍然有效，EFT中的梯度不稳定可以解释为高密度玻色子星在紫外条件下的标准动力学不稳定。另一方面，我们发现在幽灵不稳定出现之前，EFT描述已经被打破。这表明，当EFT动态地倾向于接近幽灵不稳定的开始时，可以自发地激发一个重自由度来治疗EFT的病理。
It has been argued that a self-interacting massive vector field is pathological due to a dynamical formation of a singular effective metric of the vector field, which is the onset of a gradient or ghost instability. We discuss that this singularity formation is not necessarily a fundamental problem but a breakdown of the effective field theory (EFT) description of the massive vector field. By using a model of ultraviolet (UV) completion of the massive vector field, we demonstrate that a Proca star, a self-gravitating condensate of the vector field, continues to exist even after the EFT suffers from a gradient instability without any pathology at UV, in which the EFT description is still valid and the gradient instability in EFT may be interpreted as a standard dynamical instability of a high-density boson star from the UV perspective. On the other hand, we find that the EFT description is broken before the ghost instability appears. This suggests that a heavy degree of freedom may be spontaneously excited to cure the pathology of the EFT as the EFT dynamically tends to approach the onset of the ghost instability.
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