論文の概要: Dynamics of Spinning Test Body in quadratic Einstein-Cartan Theory and its Free-fall Test
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.24087v1
- Date: Mon, 31 Mar 2025 13:41:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-01 14:32:44.390538
- Title: Dynamics of Spinning Test Body in quadratic Einstein-Cartan Theory and its Free-fall Test
- Title（参考訳）: 二次アインシュタイン・カルタン理論におけるスピン試験体のダイナミクスと自由落下試験
- Authors: Kun Hu, Zhiyuan Yu, Taotao Qiu, Zhongkun Hu,
- Abstract要約: アインシュタイン・カルタン理論の枠組みにおける非相対論的スピン試験体(STB)の力学について検討する。
STBの軌道は伝統的なMathissontextendash Papapetrou方程式から逸脱している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.547161673346894
- License:
- Abstract: We study the dynamics of the non-relativistic spinning test body (STB) in the framework of Einstein-Cartan theory(ECT), in which the weak equivalence principle is violated by the spin-gravitational interaction. We derive the general equation of geodesic in terms of comoving tetrads. More concretely, we consider the case of the quadratic form of the lagrangian, within the environment of weak and static spherically symmetric space-time. We find that the trajectories of STB deviate from the traditional Mathisson\textendash Papapetrou equation, which is due to the coupling of the spin of the test particle to the torsion field of the environment. This allows us to test the theory with free-fall experiment in the laboratory, such as atom interferometer. By using the previous data, we find the upper bound of the possible torsion field on Earth is given by up to $2.0\times 10^{1} \mathrm{~m^{-1}}$ and torsion gradient up to $3.1 \times 10^{-6}\mathrm{~m^{-2}}$. This result may enable us to provide a theoretical foundation for future precision measurements of the existence of the fifth force.
- Abstract（参考訳）: アインシュタイン・カルタン理論(ECT)の枠組みにおける非相対論的スピン試験体(STB)の力学について検討し、スピン-重力相互作用によって弱同値原理が破られることを示した。
測地学の一般方程式は、四角形を公約する観点から導かれる。
より具体的には、弱かつ静的な球対称時空の環境において、ラグランジアンの二次形式の場合を考える。
STBの軌道は従来のMathisson\textendash Papapetrou方程式から逸脱しており、これはテスト粒子のスピンと環境のねじれ場とのカップリングによるものである。
これにより、原子干渉計のような実験室で自由落下実験で理論をテストすることができる。
上記のデータを用いて、地球上の可能なトーション場の上界は、最大$2.0\times 10^{1} \mathrm{~m^{-1}}$で与えられ、トーション勾配は最大$3.1 \times 10^{-6}\mathrm{~m^{-2}}$で与えられる。
この結果により、第5の力の存在に関する将来の精度測定の理論的基礎を提供することができる。
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