近日，东南大学刘正文教授与合作者（德国电子同步加速器中心Christoph Dlapa博士、Gregor Kälin博士以及Rafael A. Porto博士）在相对论两体动力学精度计算方向取得重要进展，相关成果以“Local-in-time Conservative Binary Dynamics at Fourth Post-Minkowskian Order” 为题发表在知名物理学期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上[1]。
致密双星合并是一类重要的引力波波源，迄今已证实的百余个观测事例均属此类。深入理解双星系统的演化在引力波波源建模和引力波天文学研究中居于核心地位。近来年，刘正文与合作者将量子场论中的现代解析技术系统地引入经典引力问题，发展出了一套求解两体旋进的计算框架，取得了一系列重要成果，如首次给出了旋进动力学后闵氏展开第四阶的完整解析结果[2-5]。
近期，该研究团队首次实现了两体动力学时间局域与非局域贡献的分离。相较于以往完整贡献的计算，该问题所涉及的高圈积分不仅依赖两体间的相对速度，也依赖于其质量比。研究团队为此发展了新的技术，系统地解决了所涉及的双圈积分的约化和主积分计算，最终获得了散射观测量的完整解析结果。
基于散射态的新结果，结合文献中最新的后牛顿计算，研究团队构建了描述束缚旋进体系的哈密顿量，为更高精度的引力波波形建模铺平了道路。
目前，刘正文教授正在东南大学丘成桐中心与物理学院组建科研团队，致力于继续推进引力波观测量理论预测精度前沿。欢迎对量子场论与引力波理论感兴趣的年轻朋友加盟！
相关文献：
[1] C. Dlapa, G. Kälin, Z. Liu and R. A. Porto, Local-in-time Conservative Binary Dynamics at Fourth Post-Minkowskian Order, Phys.Rev.Lett. 132 (2024) 221401, [2403.04853]
[2] C. Dlapa, G. Kälin, Z. Liu and R. A. Porto, Bootstrapping the relativistic two-body problem, JHEP 08 (2023) 109 [2304.01275]
[3] C. Dlapa, G. Kälin, Z. Liu, J. Neef and R. A. Porto, Radiation Reaction and Gravitational Waves at Fourth Post-Minkowskian Order, Phys.Rev.Lett. 130 (2023) 101401 [2210.05541]
[4] C. Dlapa, G. Kälin, Z. Liu and R. A. Porto, Conservative Dynamics of Binary Systems at Fourth Post-Minkowskian Order in the Large-eccentricity Expansion, Phys.Rev.Lett. 128 (2022) 161104 [2112.11296]
[5] G. Kälin, Z. Liu and R. A. Porto, Conservative Dynamics of Binary Systems to Third Post-Minkowskian Order from the Effective Field Theory Approach, Phys.Rev.Lett. 125 (2020) 26 261103 [2007.04977]