Papers
Topics
Authors
Recent
Gemini 2.5 Flash
Gemini 2.5 Flash
139 tokens/sec
GPT-4o
7 tokens/sec
Gemini 2.5 Pro Pro
46 tokens/sec
o3 Pro
4 tokens/sec
GPT-4.1 Pro
38 tokens/sec
DeepSeek R1 via Azure Pro
28 tokens/sec
2000 character limit reached

Compton Amplitude for Rotating Black Hole from QFT (2312.14913v3)

Published 22 Dec 2023 in hep-th and gr-qc

Abstract: We construct a candidate tree-level gravitational Compton amplitude for a rotating Kerr black hole, for any quantum spin s=0,1/2,1,...,$\infty$, from which we extract the corresponding classical amplitude to all orders in the spin vector $S\mu$. We use multiple insights from massive higher-spin quantum field theory, such as massive gauge invariance and improved behavior in the massless limit. A chiral-field approach is particularly helpful in ensuring correct degrees of freedom, and for writing down compact off-shell interactions for general spin. The simplicity of the interactions is echoed in the structure of the spin-s Compton amplitude, for which we use homogeneous symmetric polynomials of the spin variables. Where possible, we compare to the general-relativity results in the literature, available up to eighth order in spin.

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (45)
  1. R. P. Kerr, Phys. Rev. Lett. 11, 237 (1963).
  2. W. D. Goldberger and I. Z. Rothstein, Phys. Rev. D73, 104029 (2006), arXiv:hep-th/0409156 [hep-th] .
  3. R. A. Porto, Phys. Rev. D73, 104031 (2006), arXiv:gr-qc/0511061 [gr-qc] .
  4. M. Levi and J. Steinhoff, JHEP 09, 219 (2015), arXiv:1501.04956 [gr-qc] .
  5. R. A. Porto, Phys. Rept. 633, 1 (2016), arXiv:1601.04914 [hep-th] .
  6. M. Levi, Rept. Prog. Phys. 83, 075901 (2020), arXiv:1807.01699 [hep-th] .
  7. M. V. S. Saketh and J. Vines, Phys. Rev. D 106, 124026 (2022), arXiv:2208.03170 [gr-qc] .
  8. M. Ben-Shahar,   (2023), arXiv:2311.01430 [hep-th] .
  9. T. Scheopner and J. Vines,   (2023), arXiv:2311.18421 [gr-qc] .
  10. J. Vines, Class. Quant. Grav. 35, 084002 (2018), arXiv:1709.06016 [gr-qc] .
  11. E. T. Newman and A. I. Janis, J. Math. Phys. 6, 915 (1965).
  12. D. Kosmopoulos and A. Luna, JHEP 07, 037 (2021), arXiv:2102.10137 [hep-th] .
  13. F. Alessio and P. Di Vecchia, Phys. Lett. B 832, 137258 (2022), arXiv:2203.13272 [hep-th] .
  14. G. Menezes and M. Sergola, JHEP 10, 105 (2022), arXiv:2205.11701 [hep-th] .
  15. Y. F. Bautista, Phys. Rev. D 108, 084036 (2023), arXiv:2304.04287 [hep-th] .
  16. R. Aoude and A. Ochirov, JHEP 12, 103 (2023), arXiv:2307.07504 [hep-th] .
  17. Y. M. Zinoviev,   (2001), arXiv:hep-th/0108192 .
  18. Y. M. Zinoviev, Nucl. Phys. B 770, 83 (2007), arXiv:hep-th/0609170 .
  19. Y. M. Zinoviev, Class. Quant. Grav. 26, 035022 (2009a), arXiv:0805.2226 [hep-th] .
  20. Y. M. Zinoviev, Nucl. Phys. B 821, 431 (2009b), arXiv:0901.3462 [hep-th] .
  21. A. Ochirov and E. Skvortsov, Phys. Rev. Lett. 129, 241601 (2022), arXiv:2207.14597 [hep-th] .
  22. L. Cangemi and P. Pichini, JHEP 06, 167 (2023), arXiv:2207.03947 [hep-th] .
  23. H. S. Chia, Phys. Rev. D 104, 024013 (2021), arXiv:2010.07300 [gr-qc] .
  24. M. M. Ivanov and Z. Zhou, Phys. Rev. Lett. 130, 091403 (2023), arXiv:2209.14324 [hep-th] .
  25. S. A. Teukolsky, Astrophys. J. 185, 635 (1973).
  26. W. H. Press and S. A. Teukolsky, Astrophys. J. 185, 649 (1973).
  27. S. A. Teukolsky and W. H. Press, Astrophys. J. 193, 443 (1974).
  28. M. Fierz and W. Pauli, Proc. Roy. Soc. Lond. A 173, 211 (1939).
  29. L. P. S. Singh and C. R. Hagen, Phys. Rev. D9, 898 (1974a).
  30. L. P. S. Singh and C. R. Hagen, Phys. Rev. D9, 910 (1974b).
  31. K. Johnson and E. C. G. Sudarshan, Annals Phys. 13, 126 (1961).
  32. G. Velo and D. Zwanziger, Phys. Rev. 186, 1337 (1969).
  33. M. Porrati, Phys. Lett. B 304, 77 (1993), arXiv:gr-qc/9301012 .
  34. Y. M. Zinoviev, JHEP 08, 084 (2010), arXiv:1007.0158 [hep-th] .
  35. E. Skvortsov and M. Tsulaia,   (2023), arXiv:2312.08184 [hep-th] .
  36. H. Johansson and A. Ochirov, JHEP 09, 040 (2019), arXiv:1906.12292 [hep-th] .
  37. N. Siemonsen and J. Vines, Phys. Rev. D 101, 064066 (2020), arXiv:1909.07361 [gr-qc] .
  38. R. Aoude and A. Ochirov, JHEP 10, 008 (2021), arXiv:2108.01649 [hep-th] .
  39. P. W. Atkins and J. C. Dobson, Proc. Roy. Soc. Lond. A321, 321 (1971).
  40. J. M. Radcliffe, Journal of Physics A: General Physics 4, 313 (1971).
  41. A. M. Perelomov, Soviet Physics Uspekhi 20, 703 (1977).
  42. R. Kleiss and W. J. Stirling, Phys. Lett. B179, 159 (1986).
  43. S. Dittmaier, Phys. Rev. D59, 016007 (1998), arXiv:hep-ph/9805445 [hep-ph] .
  44. C. Schwinn and S. Weinzierl, JHEP 0505, 006 (2005), arXiv:hep-th/0503015 [hep-th] .
  45. E. Conde and A. Marzolla, JHEP 09, 041 (2016), arXiv:1601.08113 [hep-th] .
Citations (12)

Summary

We haven't generated a summary for this paper yet.