近日，太阳成tyc7111cc、丘成桐中心刘正文教授与德国电子同步加速器(DESY) 中心Dlapa博士、Kälin博士以及Porto博士合作，在相对论两体问题高精度解析研究中取得重要突破。相关成果以“Local-in-Time Conservative Binary Dynamics at Fifth Post-Minkowskian and First Self-Force Orders” 为题，发表于物理学知名期刊Physical Review Letters。
引力波的直接探测，不仅验证了爱因斯坦的百年预言，也为人类探索宇宙打开了一扇新窗户。双致密天体（黑洞、中子星等）合并是当前与未来引力波探测的主要对象，精确理解其动力学对理解引力本质、引力波建模以及利用引力波探索诸多物理学未解之谜具有重大意义。
近年来，刘正文与合作者在相对论两体问题解析研究方面取得了系列成果。其中包括，2024年，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[Phys. Rev. Lett. 132 (2024) 221401]，为两体散射态与束缚态物理量之间的解析延拓扫除了障碍。在这一最新工作中，团队进一步将这一计算推进至新的精度。他们利用量子场论方法，通过从完整保守动力学中分离出时间局域部分，获得了后闵氏展开第五阶的一阶自力部分的解析表达式。结合最新的后牛顿结果，研究团队构建了迄今描述两体轨道运动最精确的哈密顿量。
这一研究显著提升了相对论两体动力学的解析精度，为下一代高精度引力波波形建模及相关科学探索提供了理论支撑。刘正文教授的研究工作得到了东南大学新进教师科研启动经费支持。
论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/215k-27sj
供稿：刘正文
审核：苗霖