跳动城乡网里雅斯特国际高等研究院、马萨诸塞大学和巴西保利斯塔州立大学物理理论研究所的研究人员最近介绍了一种替代方法来推导二次引力耦合的正确物理贝塔函数。他们的论文发表在《物理评论快报》上，可能有助于利用二次引力理论来描述各种引力现象。
“二次引力是一种可重整的量子场论，是描述所有尺度引力的潜在候选理论，”论文合著者约翰·多诺霍告诉 Phys.org。“在各种组合中，我们一直在探索比引力更简单的理论中耦合常数的运行。”
二次引力理论是爱因斯坦广义相对论的延伸，它在爱因斯坦-希尔伯特作用中引入了曲率二次的局部项。这一理论非常重要，因为它可能解决经典和量子引力理论的一些局限性，使物理学家能够更好地解释各种引力现象。
Donoghue 和他的同事此前一直在计算其他成熟物理理论中耦合常数的运行情况。作为他们最近工作的一部分，他们着手计算二次引力中耦合的物理运行情况，用所谓的“beta 函数”来描述。
“由于β函数通常为我们提供量子场论 (QFT) 从一个尺度到另一个尺度的流动，它也可能为我们提供有关该理论高能行为的额外提示，”该论文的合著者加布里埃尔·梅内泽斯 (Gabriel Menezes) 告诉 Phys.org。“因此，正确理解物理β函数至关重要。”
当与量子振幅相关的能量发生变化时，描述正在发生的相互作用的相应耦合常数也会发生变化(即“运行”)。耦合常数的这种变化，也称为耦合常数的运行，可以使用各种方法进行数学计算。
多诺霍解释说：“已经开发了几种技术来计算这种运行，这些技术通常会产生相同的结果。在二次引力中，它们并不完全一致。我们已经开发了新技术来追踪二次引力中物理振幅耦合的运行。”
Donoghue、Menezes 及其同事引入了新的 beta 函数来推导二次引力理论中的耦合运行。利用他们提出的方法，他们能够获得有关量子引力理论的新见解，这可以为未来的研究提供参考。
“人们普遍认为，在高能下表现最好的理论是那些随着能量增加，耦合不会失控增长的理论，”多诺霍说。“我们工作的主要意义之一是，二次引力的耦合有可能在高能下达到极小的值(即渐近自由)。”
该研究小组最近的研究表明，二次引力理论可以描述耦合常数极低的现象，而不会出现被称为快子的一类不稳定粒子。该团队的结果进一步强调了二次引力作为量子引力完整理论的潜力。
多诺霍说：“作为一种量子场论，二次引力也有一些尚未明确界定的特性，需要更好地理解。从更广泛的角度来看，二次引力适合于引力量子场论的更大框架，所有这些理论都有许多需要理解的地方。”
多诺霍及其同事引入的新技术很快就能用于拓展对引力现象和理论的理解。最终，研究人员的努力将有助于建立和验证引力的量子场论。
“真正理解高能行为和散射振幅的分析结构——或者更重要的是，二次重力中的横截面——将是一个重大突破，我们对这样的主题非常感兴趣，”梅内塞斯补充道。
