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引力子是传递长程引力作用的媒介子,由于在实际观测中难于探测该粒子,因此到目前仍未知其是否真正存在。研究引力子与标量粒子、旋量粒子、矢量粒子这类所谓的引力子Compton散射,有可能为间接探测引力子的存在提供有益的参考。因此,研究引力子的Compton散射具有重要意义。 引力子是自旋为2的粒子,它除了与物质耦合之外,还有自耦合相互作用。在探讨引力子相关散射过程时,其理论计算较为繁冗。近年来的弦论研究表明,引力具有因子化性质,即引力散射振幅可以分解为两个规范场散射振幅之积,这称为KLT关系。之后,人们证明KLT关系在量子场论的层次上同样成立。特别是,引力子的Compton散射振幅可以分解为QED散射振幅之积,从而可以大幅度简化计算。另一方面,根据螺旋度公式可以将极化矢量写成旋量积的形式,利用旋量积的性质还可以更进一步简化计算。 在算出引力子的Compton散射振幅后,人们通常研究的是未极化的散射截面。但是,这样得出的未极化截面抹去了散射过程的极化信息。为了提取散射过程的极化信息,有必要对极化的微分截面进行分析。 在这篇文章中,我们利用螺旋度方法,借助KLT关系,计算了引力子的Compton散射振幅,以及未极化散射截面与沿不同方向的极化截面,比较了极化截面与未极化截面的差别。我们发现,当散射角小于90度时,同向极化起主导作用;在散射角度大于90度时,则是反向极化起主导作用。