黑洞作为自旋粒子加速器的研究

发布时间：2020-07-29 22:56

【摘要】：在2009年,Banados,Silk and West(BSW)第一次提出,在一定的条件下,极端的克尔黑洞可以作为加速器,当碰撞的一个粒子具有临界的角动量时,粒子在黑洞的外视界附近碰撞的质心能量将达到无穷大。我们将这一研究延伸到带宇宙学常数的时空背景,研究发现宇宙学常数在结果中扮演了一个重要的角色。对于克尔反德西特黑洞,这个情况和克尔黑洞一样,需要临界的克尔反德西特黑洞才能使粒子碰撞后的质心能发散。然而,对于克尔德西特黑洞的情况,两个带自旋的粒子能够在视界上发生碰撞并且当其中一个粒子具有临界的角动量的时候,碰撞后的质心能量能够发散。因此,非极端的克尔德西特黑洞能够作为带自旋粒子的加速器,并且能够获得无限高的质心能量。同时,计算带自旋的粒子在Janis-Newman-Winicour(JNW)裸奇点附近碰撞的质心能,将其与史瓦西时空的情况进行对比,从而区分裸奇点与黑洞。最后我们考虑一个特殊的旋转和带电的黑洞(Kerr-Sen黑洞),并计算通过带自旋的粒子碰撞过程从黑洞中提取能量的效率。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P145.8;TL50
【图文】：

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华南理工大学硕士学位论文进行了更深入的研究分析。图 2-2 描绘了给定克尔德西特（正宇宙学常数）时空的半径的解，从中我们可以看到与克尔黑洞明显不同的是Δr等于零有三个不同的解，即分别对应着黑洞的内视界（r-）、外视界（r+）和宇宙学视界（rc）。因为宇宙学常数足够的小因此宇宙学视界半径非常的大。粒子在莱斯纳黑洞的宇宙学视界附近的碰撞过程也被研究了[36]。

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描绘了克尔德西特（正宇宙学常数）时空的内视界、外视界和宇宙学视界（Λ=0.1）

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对于具有不同的正宇宙学常数的克尔德西特黑洞，△r与半径r的函数关系

【参考文献】