論文の概要: Vacuum polarization and renormalized stress-energy tensor of spherical thin shells
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.07583v1
- Date: Wed, 08 Jul 2026 16:05:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-09 22:50:30.454389
- Title: Vacuum polarization and renormalized stress-energy tensor of spherical thin shells
- Title（参考訳）: 球状薄殻の真空偏極と再正規化応力-エネルギーテンソル
- Abstract要約: ミンコフスキー内部を持つ球状で静的な薄いシェルの時空におけるブールウェア真空の特性について検討した。
シュワルツシルトブラックホールが生み出す真空偏極と殻の外の応力エネルギーテンソルが急速に近づくことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.46603287532620746
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We provide a thorough study of the properties of the Boulware vacuum in the spacetime of a spherical, static thin shell with a Minkowski interior. To this end, we calculate the renormalized vacuum polarization and stress-energy tensor of massless scalar fields via the extended-coordinate prescription, paying particular attention to their scaling as the shell approaches the black hole limit. Near the surface of the thin shell, we obtain the expected leading-order singular behavior of both quantities via two independent methods: a high-frequency approximation for the modes, and a weak-field approximation. At the center of the shell we find non-local, Casimir-like contributions that remain finite in the black hole limit, and whose backreaction effects we compute via the semiclassical Einstein equations. Away from these regions amenable to analytic treatment, we obtain numerical results for a wide range of shell compactnesses and field couplings. In the black hole limit, we show that the vacuum polarization and renormalized stress-energy tensor outside the shell quickly approach the ones generated by a Schwarzschild black hole, suggesting a possible universality in the vacuum outside highly compact horizonless objects. This work addresses the conceptual and technical aspects necessary for computing renormalized expectation values in matter configurations, laying the foundations for future explorations on the subject.
- Abstract（参考訳）: 我々は、ミンコフスキーの内部を持つ球状で静的な薄いシェルの時空におけるブールウェア真空の性質について、徹底的に研究する。
この目的のために, 殻がブラックホール限界に近づくにつれて, スケーリングに特に注意を払うことなく, 質量レススカラー場の正規化真空分極と応力-エネルギーテンソルを計算する。
薄い殻の表面近傍では,モードの高周波近似と弱場近似という2つの独立な手法により,両量の先行方向特異な挙動が期待できる。
シェルの中心には、ブラックホールの極限に有限な非局所カシミール的な寄与があり、そのバックリアクション効果は半古典的アインシュタイン方程式によって計算される。
解析処理が可能なこれらの領域とは別に, 広範囲のシェルコンパクト性およびフィールドカップリングの数値計算結果を得た。
ブラックホール限界では、シェルの外側の真空偏極と再正規化された応力エネルギーテンソルが、シュワルツシルトブラックホールが生成したものに素早く接近し、非常にコンパクトな地平線のない物体の外側の真空の普遍性を示す。
本研究は, 物質構成における再正規化期待値の計算に必要な概念的・技術的側面に対処し, 今後の研究の基盤となる。
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