因果律の違反、重力ショックウェーブとUV完備性

重力を含むQFTの低エネルギー動力学を記述する有効作用は、一般に因果律の違反を示します。これらは超光速伝播やシャピロ時間の進みの形を取り、「タイムマシン」の構築を可能にします。すなわち、閉じた非時空上曲線を持つ時空です。ここでは、このような因果律の違反が物理的でない有効作用を識別する基準として使用できるか、または因果律の問題が基礎的でUV完備なQFTに作用を埋め込むことによってどのように解決されるかについて批判的に議論します。アイヒルブルク・セクスルの重力ショックウェーブ背景における光子散乱のケースを詳しく研究し、全エネルギーに対するQEDの位相シフトを計算し、低エネルギーでの因果律違反を示す有効作用値から明示的に因果的な高エネルギー限界へのスムーズな補間を実証します。低エネルギーでは、これらの位相シフトは、光子がショック波前に出会う際の時間逆行の座標ジャンプとして解釈でき、二つのショックウェーブタイムマシンシナリオにおいて、結果として生じる因果律の問題がどのように出現し、解決されるかを示します。私たちの結果が、高エネルギー（プランク）散乱に対する示唆、すなわち重力子交換がショックウェーブ背景によってモデル化されることを強調します。