¿Podemos probar QFT en un espacio-tiempo curvo?

Question

Es posible extender una teoría cuántica de campos a una curva el espacio-tiempo. Pero, ¿esto conducir a predicciones que puede ser probado y medido? Había sido confirmada?

La razón subyacente por la que yo estoy pidiendo esto es: curva el espacio-tiempo medio de aparición de la gravedad y, por tanto, la Relatividad General de régimen. Y sabemos que los GR y QFT son incompatibles. Me doy cuenta de que en el fin de incluir la gravedad, uno debe poner de su Lagrange desde el principio y esto, supongo, no funciona. Pero el actual marco matemático para extender el conocido campo de las teorías a una curva el espacio-tiempo de trabajo?

Answer 1

La cosmología y la inflación proporcionan un muy importante de la prueba de la teoría cuántica de campos en la curva el espacio-tiempo. Durante la inflación, no es un campo escalar (el inflaton) que está proporcionando el vacío de la energía que impulsa la inflación. Este escalar campo está sujeto a las reglas de la teoría cuántica de campos en la curva el espacio-tiempo. La fluctuación cuántica de este escalares del campo llevan a las fluctuaciones de temperatura en el que podemos ver en el Fondo Cósmico de Microondas, el día de hoy, y como estas fluctuaciones crecer debido a colapso gravitacional, que producen la estructura que vemos hoy en galaxias y cúmulos. La medición de las propiedades de la CMB y la estructura a gran escala es, pues, una prueba de la teoría cuántica de campos en la curva el espacio-tiempo de la época inflacionaria.

Answer 2

La mayor predicción de QFT en curva (no dinámico!) el espacio-tiempo es la radiación de Hawking . Esta radiación, en principio, puede ser medido experimentalmente, aunque es un efecto tan pequeño que con la tecnología actual probablemente no hay esperanza de una medición. Aún es posible que con algunas inteligente manera de maximizar el experimental señal de que podría lograr tal objetivo (por ejemplo, con algo así como la medición de los protones del tiempo de la vida, en la que no hay ninguna esperanza para seguir un único protón para $10^{33} yr$, pero es "fácil" de hacerlo con $10^{33}$ protones.)

Por otra parte, en el sistema solar, la gravedad es débil, el espacio es sólo ligeramente curvada. Por lo tanto, mientras que QFT en el plano espacio-tiempo pueden ser evaluados en un laboratorio en la tierra, una gran curva el espacio-tiempo de efecto tiene que suelo buscar en astrofísica o cosmológico experimentos, con todas las incertidumbres.

Las matemáticas: Se sabe que una teoría de la interacción gravitones (spin 2 partículas sin masa) no es renormalizable. QFT con gravitones como un eficaz campo de la teoría podría funcionar, en el sentido de que se pueden hacer predicciones como en la de Fermi de la teoría de las interacciones débiles. Por ejemplo ver la hermosa tratamiento de Schwartz (Teoría del Campo Cuántico y El Modelo Estándar, p.404), en la que se encuentra la de la gravedad cuántica predicciones para el Mercurio en el perihelio de turno.