Relativistic Motion of Spinning Particles in a Gravitational Field
本文研究了在旋转源的引力场中经典相对论自旋试验粒子相对于邻近自由试验粒子的相对运动。阐明了自旋曲率耦合力的影响，并讨论了天体物理喷流中旋转等离子体团簇运动结果的意义。
2005-05-24 astro-ph gr-qc
General relativistic spinning fluids with a modified projection tensor
本文从一个未指定显式形式的广义拉格朗日量的变分出发，导出了一个与Tulczyovic型补充条件相容的广义相对论自旋流体的能量动量张量。这个张量是包含Belinfante-Rosenfeld张量和修改的完美流体能量动量张量的项的总和，其中四速度被流体动量方向上的单位四矢量取代。运动方程得到，它表明，他们承认一个弗里德曼-罗伯逊-沃克时空作为一个解决方案。
2010-05-18 gr-qc
Superradiant instability of massive vector fields around spinning black holes in the relativistic regime
研究了在测试场极限下旋转黑洞周围的大质量矢量场（Proca场）的超辐射不稳定性。这是由于天体物理学黑洞的观测可能会探测到超轻玻色子的存在。通过利用时域模拟，我们表征的增长率，频率，空间分布，和其他属性的不稳定模式，包括在政权的黑洞是快速旋转和康普顿波长的Proca字段是可比的黑洞半径。我们发现，在这个政权的相对论效应增加的范围Proca群众是不稳定的，以及最大的不稳定率。我们还研究了由这种不稳定性产生的引力波，发现它们比大质量标量场的情况要强得多。
2017-07-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Highly relativistic spinning particle in the Schwarzschild field: Circular and other orbits
考虑了Schwarzschild背景下Mathisson-Papapetrou方程在Mathisson-Pirani和Tulczyk-Dixon补充条件下的解.研究了在这种背景下自旋粒子的高度相对论性圆轨道的存在区域以及粒子的轨道速度与其自旋和径向坐标的关系。结果表明，与无自旋粒子的仅存在于$r=1.5 r_g(1+δ)$，$0<δ\ll 1$中的高度相对论性圆轨道不同，自旋粒子的相应轨道可以存在于更宽的空间区域中，且该区域的维数与补充条件密切相关.在Mathisson-Pirani条件下，给出了描述自旋粒子从$r>1.5 r_g$出发的非圆高度相对论轨道的一些典型情形的新的数值结果.
2012-06-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Equations of Motion of Spinning Relativistic Particles
考虑了自旋相对论性粒子在外电磁场和引力场中的运动。这种运动的协变方程被证明具有病态的解决方案，当处理非微扰自旋。一个自洽的方法来解决这个问题，制定的非协变描述的自旋和通常的基础上，“天真”的相对论粒子的坐标定义。本文对相对论性粒子的自旋一级引力相互作用作了简单的描述。开发的方法允许一个考虑更高阶的自旋的影响。给出了二阶哈密顿量的显式表达式。本文讨论了广义相对论中一种特殊的自旋效应--重磁矩。
2000-09-27 gr-qc hep-th
Highly relativistic circular orbits of spinning particle in the Kerr field
考虑了Kerr背景下的Mathisson-Papapetrou方程。研究了在这种背景下自旋粒子的高度相对论性平面圆轨道的存在区域以及粒子的洛伦兹$γ$因子与其自旋和径向坐标的关系。结果表明，与无自旋粒子的高度相对论性圆轨道相反，自旋粒子的相应轨道在更宽的空间区域内是允许的。这些轨道中的一些显示了自旋-引力耦合对粒子的显著吸引作用，而另一些则是由显著排斥作用引起的。给出了电子、质子和中微子在黑洞引力场中的数值估计。
2013-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Fine structure of the Poynting-Robertson effect for a luminous spinning relativistic star
作为我们最近的工作的续集，对系统的包含辐射的影响的测试粒子围绕一个发光的旋转相对论性恒星的轨道上的挑战，最终旨在其应用的吸积流。为了详细研究试验粒子在“悬浮轨道”附近的运动轨迹，我们对试验粒子刚进入“悬浮轨道”时的运动轨迹的精细结构进行了研究。我们最终得到了一个相当令人困惑的行为，与我们的预期相反，测试粒子的比角动量在测试粒子进入“悬浮轨道”之前立即上升，而不是单调下降。
2010-11-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spinning Particle with Anomalous Magnetic Moment in an External Plane Wave Field
本文研究了Dirac Pauli粒子与电磁平面波的相互作用，利用先前给出的自旋粒子的伪经典Lagrangian的推广，得到了一个具有反常磁矩的Dirac Pauli粒子与电磁平面波的相互作用。我们导出了该理论的本征函数和格林函数的显式表达式。我们讨论了半经典方法的有效性比较的波函数与（伪）-经典解的Hamilton-Jacobi方程。
2008-01-02 gr-qc quant-ph
Solutions of Mathisson-Papapetrou equations for highly relativistic spinning particles
本文研究了在Schwarzschild和Kerr背景下由Mathisson-Papapetrou（MP）方程导出的高度相对论自旋粒子的不同类型的基本非测地线运动。它表明，依赖于自旋和粒子的轨道速度的符号的相关性的自旋重力耦合作为一个显着的排斥力或吸引力。给出了电子、质子和中微子在黑洞引力场中的数值估计。讨论了广义相对论Dirac方程与MP方程的对应关系。强调了对于高度相对论运动，MP方程的充分补充条件是Mathisson-Pirani条件。在接下来的工作中，研究高度相对论性自旋-引力耦合在天体物理、宇宙学和高能物理中的可能作用是很重要的。
2015-07-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Canonical Formulation for a Non-relativistic Spinning Particle Coupled to Gravity
本文系统地导出了非相对论性自旋粒子在平坦背景中的作用量，并用拉格朗日和哈密顿方法讨论了它的正则形式。该动作被作为在弯曲背景中导出相应动作的起点。这是通过我们最近开发的局部化平坦空间伽利略对称\cite{BMM1, BMM3, BMM2}的技术来实现的。自旋粒子与牛顿-嘉当背景的耦合是自然得到的。的运动方程被发现不同于测地线方程，在协议与早期的调查结果。结果为平坦的空间极限和无自旋理论（在弯曲的背景下）被再现。特别地，在后一种情况下也得到了测地线方程。
2020-10-31 gr-qc hep-th
Relativistic Roche problem for stars in precessing orbits around a spinning black hole
本文利用张量维里方程研究绕克尔黑洞倾斜进动轨道上的恒星，发现其在典型天体物理参数下可能发生共振，从而揭示潮汐瓦解极限之前存在一种新的不稳定性。
2024-07-04 astro-ph.HE gr-qc
Energy Extraction from Spinning Black Holes via Relativistic Jets
长期以来，天体物理学家一直坚信黑洞的自旋能是吸积黑洞中相对论性喷流的动力来源。最近的两项进展加强了这一论点。首先，数值广义相对论磁流体动力学模拟吸积自旋黑洞表明，相对论喷流自发形成。至少在某些情况下，有明确的证据表明，大部分喷流能量来自黑洞，而不是盘。第二，测量了一些吸积恒星质量黑洞的自旋参数。对于来自这些系统的弹道喷流，我们发现喷流的射电光度与黑洞的自旋相关。这表明了黑洞旋转和喷流功率之间的因果关系，大概是由于广义彭罗斯过程。
2013-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Universality in Relativistic Spinning Particle Models
Walter Burke Institute for Theoretical Physics, California Institute of Technology（加州理工学院沃尔特·伯克理论物理研究所）；School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院物理学院）
本文通过建立四个典型模型的等价性，揭示了自旋粒子模型在耦合电磁场或引力场时的普遍性框架，探讨了自旋磁偶极子相互作用及黑洞物理等应用。
2026-04-26 gr-qc hep-th
Relativistic scattering of a fast spinning neutron star by a massive black hole
利用自旋二次Mathisson-Papapetrou- Dixon（MPD）方程研究了快自旋中子星遇到无限轨道大质量黑洞时的轨道动力学.我们考虑黑洞重力场中自旋中子星以天体物理相关速度的运动。对于这种低速散射，这些中子星所遵循的双曲线轨道都具有e = 1的偏心率，与e >> 1的轨道相比，具有明显的性质。我们发现，与测地线运动相比，自旋-轨道耦合和自旋-自旋耦合将导致空间无穷远处散射角的变化，并且这种变化在低速散射中比在高速散射中更为显著.这样的变化导致在几个小时的观测内脉冲到达时间的可观测差异，并且对于较大的BH质量或较长的旋转周期，可达几天或几个月。这样一个相对论性脉冲星BH系统也会在LISA的灵敏度波段内发出一系列引力波（GW），在最佳设置下，可以在100 Mpc的距离内看到。用SKA或FAST对这样的GW爆发进行无线电跟踪将允许以高精度测量轨道参数并测试广义相对论（GR）的预测。
2021-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Recent progress on the description of relativistic spin: vector model of spinning particle and rotating body with gravimagnetic moment in General Relativity
本文综述了自旋矢量模型的最新研究成果，并将其应用于研究自旋-场相互作用对自旋粒子在引力场和电磁场中的轨道和进动的影响。形式主义是从拉格朗日变分问题，这意味着运动方程和约束，应该在一个模型中的自旋粒子。我们给出了一个详细的分析所产生的理论，并表明它具有合理的性质在经典和量子水平。本文描述了矢量模型的一些应用，并说明了矢量模型是如何澄清相对论自旋理论描述中的一些问题的：A）正能量单粒子相对论量子力学及其与Dirac方程和相对论{ \it Zitterbewegung}的关系; B）自旋诱导的非对易性和协变形式问题; C）三维加速度与广义相对论和彩虹几何中光速的坐标无关性一致; D）超相对论极限下旋转体Mathisson-Papapetrou-Tulczyg-Dixon方程的特殊性态，以及改进的方程。
2017-10-19 astro-ph.SR gr-qc hep-th
General Relativistic Hydrodynamics in Discrete Spacetime: Perfect Fluid Accretion onto Static and Spinning Black Holes
本文在离散时空中研究理想流体对静态和旋转黑洞的吸积，提出新的广义相对论流体动力学表述并实现于Gravitas框架，发现吸积率随离散化尺度单调递减，阻力对离散化尺度高度敏感。
2024-02-04 gr-qc
Highly relativistic spinning particle starting near $r_{ph}^{(-)}$ in a Kerr field
利用Mathisson-Papapetrou-Dixon（MPD）方程，研究了自旋粒子在Kerr场中从$r_{ph}^{(-)}$附近开始，以接近光速的速度运动的轨迹（$r_{ph}^{(-)}$是反旋圆形光子轨道的Boyer-Lindquist径向坐标）.首先，作为这些轨迹的一部分情况下，我们考虑赤道圆轨道与$r=r_{ph}^{(-)}$。该轨道由严格的MPD方程及其线性自旋近似的共同解描述。然后计算了不同情况下的非赤道运动，并用典型图形加以说明。所有这些轨道都表现出由自旋-引力相互作用引起的显著的引力排斥效应。在天体物理学中可能的应用进行了讨论。
2011-10-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A relativistic treatment of accretion disk torques on extreme mass ratio inspirals around spinning black holes
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文研究了自旋黑洞周围吸积盘对小致密天体扭矩的相对论效应，揭示了强相对论效应可能导致扭矩方向反转，并展示了相对论扭矩比牛顿扭矩大1-2个数量级。
2026-03-14 gr-qc
Observational constraints on spinning, relativistic Bose-Einstein condensate stars
玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）被认为是中子星内部物质的候选态。具体地说，Chavanis和Harko得到了BEC星的质量-半径关系，并提出最近发现的质量在2 $M_\odot$左右的中子星是BEC星。他们采用了由Colpi，Wasserman，and Shapiro（CSW）首先发现的带有一个自由参数的正压状态方程（EOS）来描述它们，并在广义相对论中推导出自旋BEC星的稳定平衡构型。在这项工作中，我们表明，虽然这是真的，BEC允许紧凑的物体质量一样重的最重的观测，这样的恒星不能同时有半径小到足以与最新的观测结果相一致，尽管在自由参数的形式在EOS可用的灵活性。事实上，我们的结论适用于任何服从CSW物态方程的旋转相对论玻色子星。
2015-04-03 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitational Field of a Moving Spinning Point Particle
本文通过对Boyer--Kerr-Newman解的变换，得到了运动带电自旋点粒子的引力场和电磁场的Lorentz协变形式。Lindquist坐标变换到类似于各向同性坐标的坐标系中的坐标系中，然后将其协变，证明了粒子位置处的广义相对论本征时间与狭义相对论本征时间相同，粒子位置处的广义相对论本征时间与狭义相对论本征时间相同，粒子位置处的广义相对论本征时间与狭义相对论本征时间相同，粒子位置处的广义相对论本征时间与狭义相对论本征时间相同，粒子位置处的广义相对论本征时间与狭义相对论本征时间相同。引力和电磁力都消失了
1993-11-30 gr-qc hep-th
Relativistic reflection spectra of super-spinning black holes
我们在非Kerr时空中构造了一个相对论反射模型，在这个模型中，依赖于度规的形变参数，存在具有自旋参数$|a_*| > 1$的黑洞解.我们应用我们的模型来拟合四个Seyfert星系（Ton S180，Ark 120，1H 0419 -577和Swift J0501.9-3239）的朱雀数据。这些星系的中心超大质量黑洞，以前被解释为接近极端的克尔黑洞。对于Ton S180和1H 0419 -577，我们的测量结果仍然与Kerr假设一致。对于Ark 120和Swift J0501.9-3239，在3- $σ$处未回收克尔溶液。我们讨论了我们的结果和模型中可能存在的系统不确定性。
2020-05-20 astro-ph.HE gr-qc
A Classical and Spinorial Description of the Relativistic Spinning Particle
在以前的工作中，我们表明，自旋可以想象为生活在一个相空间，是对偶的位置和动量的标准相空间。在这项工作中，我们表明，在这个“双相空间”图片中固有的第二类约束可以通过引入自旋参数化的旋转自由度来解决。这允许一个纯粹的第一类公式，概括了通常的相对论性描述的无自旋粒子，并提供了一些见解的性质，自旋及其与时空和局域性的关系。特别地，我们发现自旋运动在四维速度上起着洛伦兹收缩的作用，并且除了真时外，自旋粒子还具有第二个规范不变量，我们称之为真角。启发式地，这个适当的角度表示自旋转变发生所需的Zitterbewegung量。此外，我们表明，自旋速度满足因果关系的约束，甚至更严格地说，它是恒定的沿经典的轨迹。这导致了“半量子”态的概念，它违反了经典的运动方程，但在路径积分中没有经历指数抑制。最后，我们给出了这种新的参数化的泊松括号结构的充分分析。
2016-12-02 gr-qc hep-th
Relativistic Electrodynamics of Spinning Compact Objects
对{ \it慢转}磁化相对论星附近区域的某些电动力学特征进行了理论研究。更具体地说，基于Wald给出的解生成方法，我们得到了不带电和（微）带电相对论恒星周围的磁场。特别是对于一个带电的相对论性恒星，再次根据沃尔德的论点，恒星被证明是逐渐吸积电荷，直到它达到平衡值$\tilde{Q}=2B_{0}J$。这个平衡电荷的值似乎是通用的，因为已知旋转的黑洞吸积完全相同的量。虽然这些结果同样适用于所有缓慢旋转的相对论性恒星，但我们特别关注的是旋转的中子星。因此，尝试与真实的脉冲星案例进行接触会有一定的意义。因此，我们讨论了有多少在目前的工作中获得的理论结果可以结转到一个现实的，广义相对论的描述脉冲星的磁层。
2006-03-16 astro-ph gr-qc hep-th
Gravitational waves from a spinning particle scattered by a relativistic star: Axial mode case
利用微扰方法研究了自旋粒子与相对论恒星散射产生的引力波。本分析仅限于轴向模式。通过计算引力波的能谱、波形、总能量和角动量，分析了发射的引力波与粒子自旋的关系。对于正常的中子星，能谱有一个宽峰，其特征频率对应于转折点（近星点）的角速度。由于转折点是由轨道参数决定的，因此存在着引力波对粒子自旋的依赖性。我们发现，当自旋在与轨道角动量反平行的方向上增加时，$l = 2$引力波的总能量变大。对于一个超紧恒星，除了这样的轨道贡献，我们发现准正常模式激发的散射粒子，其激发率的引力波依赖于粒子的自旋。我们还讨论了总角动量与引力波总能量的比值，并解释了它与自旋的关系。
2000-09-15 gr-qc
Probing the spinning of the massive black hole in the Galactic Center via pulsar timing: A Full Relativistic Treatment
银河系中心（GC）大质量黑洞（MBH）周围的脉冲星预计将由即将到来的设施（例如，平方公里阵列（Square Kilometer Array）。在一个完整的相对论框架下，脉冲星近似为一个测试粒子，我们调查的MBH的自旋的限制，通过监测周围的脉冲星的定时。对于紧密围绕MBH轨道运行的GC双星（例如，$\lesssim1000$ AU），我们发现在精确地建模它们的定时信号时完全相对论处理可能是必要的，因为相对论信号的数量级大于到达时间测量精度。虽然MBH自旋参数之间通常存在近简并，但对MBH自旋的约束仍然很严格。通过对周期为$\sim2.6$ yr、偏心率为$0.3-0.9$的正常脉冲星在$1-5$ ms的定时精度下进行连续监测，在$\sim 8$ yr内，可以分别用$10^{-3}-10^{-2}$的$2σ$误差和$10^{-1}-10^\circ$的$2σ$误差来约束GC MBH的自旋星等和方位。即使是在类似于被探测到的恒星S2/S 0 -2或S 0 -102的轨道上，我们发现MBH的自旋仍然可以被限制在$4-8$年内，最重要的限制提供了近心通道附近。如果在测时的同时还能得到具有$10μ$ as天体测量精度的恒星自行，那么MBH的位置、速度、质量和到太阳系的距离就可以分别约束在$\sim10μ$ as、$\sim1μ$ as $/$ yr、$\sim 10 M_\odot$和$\si…
2017-09-25 astro-ph.GA gr-qc
On the Rossby Wave Instability in accretion discs surrounding spinning black holes
我们已经进行了广义相对论流体动力学（GRHD）模拟的2D光盘围绕旋转黑洞和倾向于Rossby波不稳定性（RWI）。我们表明，RWI可以在任何位置的光盘和任何自旋参数的发展。在恢复的整体模式的不稳定性，在这种广义相对论的背景下，我们分析了它的发展，并确定了一些修改引起的综合效应的相对论旋转的光盘和本地时间延缓，影响波在光盘中的传播。我们已经发现，特别是饱和水平的不稳定性显着增加时，RWI发生在非常接近的快速旋转的黑洞的广义相对论效应很强。这样的发现表明，甚至比在史瓦西黑洞的情况下更强烈，有必要补充这样的GRHD模拟与完整的GR射线跟踪处理，以提供在遥远的观察者框架中的盘的合成观测。
2018-09-06 astro-ph.HE gr-qc
Ultrarelativistic circular orbits of spinning particles in a Schwarzschild field
本文研究了自旋粒子在史瓦西场中的超相对论圆轨道。本文给出了在黑洞的引力场中这些轨道上的高度相对论质子和电子可能的同步电磁辐射的初步估计
2005-07-07 gr-qc
General treatment of quantum and classical spinning particles in external fields
我们发展了在任意电磁场、惯性场和引力场中运动的具有电、磁偶极矩的自旋粒子的一般理论。量子力学和经典动力学的研究。我们从协变Dirac方程出发，推广到具有反常磁矩和电偶极矩的自旋- ${\frac 12}$费米子，然后进行相对论性Foldy-Wouthuysen变换.这种变换使我们能够得到薛定谔形式的物理算符的量子力学运动方程，并建立相对论性量子力学的经典极限。所得结果与自旋粒子与电磁场、惯性场和引力场相互作用的一般经典描述进行了比较。在一般情况下证明了量子力学与经典理论完全一致。作为所得结果的应用，我们考虑了自旋粒子在引力波中的动力学，并分析了利用磁共振装置寻找自旋引力波的可能表现的前景。
2017-11-08 gr-qc hep-th
Self-gravitating disks around rapidly spinning, tilted black holes: General relativistic simulations
我们进行广义相对论模拟的自引力黑洞磁盘中的黑洞的自旋显着倾斜（$45^\circ$和$90^\circ$）相对于磁盘的角动量和磁盘的黑洞质量比为$16\%-28\%$。这些黑洞以无量纲的速度快速旋转，旋转速度高达$\sim 0.97$。这些是第一个自洽的流体动力学模拟这样的系统，这可能是多信使天文学的主要来源。特别是倾斜的黑洞-盘系统导致：i）黑洞进动; ii）盘进动和围绕黑洞的翘曲; iii）与对准/反对准系统相比，Papaloizou-Pringle不稳定性的饱和更早，尽管具有更短的模式生长时间尺度; iv）获得小的黑洞反冲速度; v）通过各种模式发出的引力波显著超过典型的$(2,2)$模式，但强度与之相当; vi）圆盘的角动量与黑洞自旋广泛对齐的可能性。该对齐与Bardeen-Petterson效应无关，类似于实体旋转。我们的模拟表明，我们模型中的任何电磁光度都可能为相对论性喷流提供动力，例如那些表征短伽马射线暴的喷流。根据黑洞-盘系统的尺度，引力波可以被LIGO/Virgo、LISA和/或其他激光干涉仪探测到。
2022-09-09 astro-ph.HE gr-qc
Alignment of Magnetized Accretion Disks and Relativistic Jets with Spinning Black Holes
吸积黑洞（BH）产生强烈的辐射和强大的相对论喷流，这是由BH的自旋大小和方向的影响。虽然薄的圆盘可能会通过巴丁-彼得森效应与BH自旋轴对齐，但这并不适用于厚圆盘的喷流系统。我们使用全三维广义相对论磁流体动力学模拟研究吸积BH与各种BH自旋矢量和磁盘厚度与磁通量达到饱和。我们的模拟揭示了一个“磁自旋对齐”机制，导致磁化磁盘和射流，以配合BH自旋附近的BH和进一步远离重新定向与外盘。这一机制对BH质量和自旋的演化、BH对宿主星系的反馈以及SgrA* 和M87的解析BH图像都有影响。
2012-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Highly relativistic spin-gravity-$Λ$ coupling
研究了由Mathisson-Papapetrou方程导出的Schwarzschild-de Sitter背景下的高相对论性自旋-引力耦合效应。本文估计了在Schwarzschild-de Sitter背景中运动的观测者的速度对引力场的重电分量和重磁分量的依赖关系。考虑了重磁分量对快速运动自旋粒子的作用。描述了自旋粒子的高度相对论性圆轨道的不同情况，它们与相应的测地轨道有本质的不同。
2018-12-01 gr-qc hep-th
Relativistic aerodynamics of spinning black holes
本文研究了旋转黑洞在星系介质中运动时产生的相对论空气动力学效应，发现除修正的经典阻力外还出现马格努斯力和升力，并在无碰撞物质与轻标量场两种环境中建立了第一性原理全相对论处理，揭示了旋转力方向与经典流体情形相反，对天体物理和引力波观测具有重要意义。
2024-02-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Toward General-Relativistic Magnetohydrodynamics Simulations in Stationary Non-Vacuum Spacetimes
本研究提出一大类稳态轴对称旋转度规的视界穿透形式，突破了此前仅克尔、克尔-纽曼度规可用的限制，可支撑广义相对论及非广义相对论框架下多种旋转致密天体的GRMHD吸积模拟。
2024-03-06 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Anyons as spinning particles
一个模型无关制定的任意子作为自旋粒子。研究了（2+1）维相对论分数自旋粒子经典理论的一般性质及其量子理论的某些性质。建立了任意子作为自旋粒子的所有已知方法之间的关系。消除了关于（2+1）维任意子一般性质的一些普遍存在的误导性概念。
1995-11-02 cond-mat gr-qc hep-ph
The Relativistically Spinning Charged Sphere
当带电导电球的赤道自旋速度$v$接近$c$时，洛伦兹力会引起总电荷$q$的显著重排。该符号的电荷被限制在纬度$b \leqslant \sqrt{3} (1 - v^2/c^2)^{1/2}$的狭窄赤道带中，而相反符号的电荷占据了球体表面的大部分。场结构的变化被证明是一个不断增长的贡献的“魔术”电磁场的带电克尔-纽曼黑洞与牛顿的G设置为零。狭窄赤道带内的总电荷以$(1-v^2/c^2)^{-{1/4}}$的形式增长，并随着$v$接近$c$而趋于无穷大。计算了这些组态的电磁场、坡印廷矢量、场角动量和场能量。旋磁比，g-因子和电磁质量的19世纪的电子模型说明。没有自旋的经典模型具有小的经典电子半径$e^2/mc^2\sim$，是康普顿波长的百分之一，但有自旋的模型具有更大的尺寸，但相对论集中在赤道，大部分质量是电磁的。在反点的球的图像的方法示出延伸到与虚坐标点的电荷。
2004-07-19 gr-qc
A relativistic treatment of accretion disk torques on extreme mass-ratio inspirals around non-spinning black holes
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Princeton University（普林斯顿大学）
该研究通过相对论方法分析了超大质量黑洞周围极端质量比 inspirals 的 accretion 盘扭矩，揭示了相对论修正对扭矩大小和方向的影响。
2026-02-15 astro-ph.HE gr-qc
KG- oscillators in a spinning cosmic string spacetime and an external magnetic field
研究了旋转宇宙弦和外部磁场对KG振子能量谱的影响，发现其对粒子和反粒子的能量依赖性不同，且在特定参数下能量级趋于无区分。
2025-03-02 gr-qc
General-relativistic rotation: self-gravitating fluid tori in motion around black holes
从第一性原理出发，我们得到了自引力盘围绕旋转黑洞的广义相对论开普勒转动定律。这是以前旋转定律的延伸，以前的旋转定律主要是为无自旋黑洞周围的环设计的。我们集成数值轴向固定爱因斯坦方程与自引力盘周围无自旋或自旋黑洞，其中包括有史以来第一次集成的开普勒自引力环面。这种结构可用于描述两颗中子星并合过程中产生的致密黑洞-环面系统或模拟致密活动星系核。
2018-05-30 gr-qc
Observables and amplitudes for spinning particles and black holes
我们开发了一个一般的形式主义计算经典的自旋粒子的相对论散射观测值，直接从壳层振幅。然后，我们应用这种形式主义的最小耦合爱因斯坦引力振幅的大规模自旋1/2和自旋1粒子的散射与一个大规模的标量，使用双副本。在这样做的时候，我们再现最近的结果在第一次后闵可夫斯基为了自旋黑洞的散射，通过四极为了在自旋多极展开。
2019-08-30 gr-qc hep-th
Ultra-relativistic spinning particle and a rotating body in external fields
利用自旋粒子的矢量模型，分析了自旋-场耦合对超相对论区域粒子运动轨迹的影响。具有最小自旋-引力相互作用的拉格朗日量产生等价于旋转体的Mathisson-Papapetrou-Tulczyand-Dixon（MPTD）方程的方程。我们证明了它们在超相对论极限下具有不令人满意的行为。特别是，粒子的三维加速度随着速度的增加而增加，并且在超相对论极限下变得无限大。其原因是在轨道方程中出现了一个项，它可以被认为是由最小自旋-重力耦合产生的有效度规。因此，我们通过重磁矩$κ$研究了非最小相互作用，并表明，与$κ=1$的理论是免费的MPTD-方程中检测到的问题。因此，在广义相对论中，非最小相互作用理论似乎是描述相对论旋转体的更有希望的候选理论。在闵可夫斯基空间中，任意电磁场中粒子的拉格朗日量导致广义Frenkel和Bargmann-Michel-Telegdi方程。在电磁场中具有磁矩的粒子与在引力场中具有重磁矩的粒子具有非常相似的运动方程结构。特别地，自旋-电磁耦合还产生了具有反常磁矩的粒子的有效度规。如果我们使用通常的狭义相对论的时间和距离概念，那么粒子在电磁场中演化时不能超过的临界速度与光速不同。假设三维几何形状应该相对于有效度量来定义，这可以被校正。
2016-10-13 gr-qc hep-th math-ph
Quasi-Equatorial Gravitational Lensing by Spinning Black Holes in the Strong Field Limit
球对称的黑洞通过强场透镜效应产生两个无限系列的相对论图像，这些图像是由以与引力半径相当的距离缠绕在黑洞周围的光线形成的。在本文中，我们解决的相关性的黑洞自旋的强场透镜现象，为简单起见，集中在轨道接近赤道平面。在这种近似下，我们导出了强场极限下的二维透镜方程和相对论像的位置和放大率公式。最突出的效果是产生了一个非平凡的焦散结构。焦散线偏离光轴并获得有限的延伸。对于一个足够高的黑洞自旋，取决于源的扩展，我们实际上只能观察到一个图像，而不是两个无限系列的相对论图像。在这个区域，额外的非赤道像可能在现象学中扮演重要的角色。
2003-02-17 astro-ph gr-qc
Relativistic orbits around spinning supermassive black holes. Secular evolution to 4.5 post-Newtonian order
本文导出了恒星质量天体绕旋转大质量黑洞运行时轨道根数的长期演化。我们使用后牛顿近似在调和坐标系中，与测试体运动方程的保守动力学是有效的，通过3PN顺序，包括自旋轨道，四极和（自旋）$^2$的影响，并与辐射反应的贡献是有效的，通过4.5PN顺序，包括4PN阻尼效应的自旋轨道耦合的质量中的线性。密切轨道根数的演化方程迭代到高PN阶，使用两个时间尺度的方法和平均轨道时间尺度。我们推导出一个终止轨道时，其卡特常数下降到临界值以下的标准，因此该机构暴跌在下一个最接近的方法在事件视界。结果对任意偏心率和任意倾角都是有效的。然后，我们数值分析通过周围星团内的相互作用注入到高偏心率轨道的物体的轨道，获得轨道的数量和注入和暴跌之间所经历的时间，以及作为倾角的函数的暴跌时的剩余轨道偏心率。我们推导出一个解析近似的时间暴跌的初始轨道变量。我们表明，如果黑洞是快速旋转的，在最后的轨道在暴跌之前的引力辐射通量可能会被抑制多达三个数量级，如果轨道是逆行的赤道平面相比，它的逆轨道。
2016-11-21 astro-ph.GA gr-qc
Super black hole as spinning particle: Supersymmetric baglike core
我们考虑基于Kerr-Newman黑洞（BH）解的超引力的类粒子解。BH奇异性是正则化的相变到一个新的真空状态附近的核心区域限制一个双规范场。提出了一种超对称的BPS饱和畴壁模型，该模型可以提供这种相变并形成稳定的带电超导芯。对于自旋粒子来说，核心是一个相对论性旋转的薄圆盘。
2001-12-05 gr-qc hep-ph hep-th
Orbits, forces and accretion dynamics near spinning black holes
本文分析了一般轴对称静止引力场中开普勒和非开普勒圆轨道的相对论动力学性质，讨论了它们对围绕旋转黑洞的同向和反向吸积盘和环面稳定性的影响.在视界附近有一些轨道特性，这些特性看起来似乎是违反直觉的，但可以通过用一个本地零角动量观测者实际测量的轨道速度来阐明动力学。
1995-05-16 astro-ph gr-qc
Influence of flow thickness on general relativistic low angular momentum accretion around spinning black holes
克尔黑洞周围的低角动量吸积的广义相对论性轴对称流可以具有一定的几何构型，其中该流沿着垂直方向（与流的赤道平面正交的方向）保持流体静力平衡。这种吸积模型的流动厚度成为从黑洞视界测量的局部径向距离的函数。在文献中定义了三种类似于这种结构的流动厚度的函数。我们用经典热力学中的多方状态方程和等温状态方程来描述天体物理吸积的稳态方程。在这种几何构型的框架下，我们对三种不同的厚度函数求解方程组，得到了多跨音速、激波、定常积分吸积解。这样的解使我们能够研究流的厚度如何影响激波后流的性质对黑洞自旋角动量的依赖性，即，Kerr参数对于保温的激波，我们发现，后冲击盘的一部分可以成为发光的和相当数量的引力能量所携带的吸积流体可以得到释放的冲击。我们发现哪种厚度函数会产生最大的释放能量，使圆盘最发光。
2020-05-04 astro-ph.HE gr-qc
Fully General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Accretion Flows onto Spinning Massive Black Hole Binary Mergers
我们进行了第一套完整的广义相对论磁流体动力学模拟旋转大质量黑洞二进制合并。我们考虑二元黑洞，它们的自旋大小不同，与轨道角动量一致，它们浸没在炽热的磁化气体云中。我们调查的自旋和磁化程度（定义通过流体参数$β^{-1}\equiv p_{\mathrm{mag}}/p_{\mathrm{fluid}}$）的吸积流的性质的影响。我们发现，磁化吸积流的特点是更多的湍流动力学，作为磁场线被扭曲和压缩在后期inspiral。合并后，剩余克尔黑洞的自旋轴周围的极区是磁性主导的，磁场强度增加了一个因子$\sim$ 10 $^2$（独立于$β^{-1}$的初始值）。赤道平面上的磁化气体获得更高的角动量，并在黑洞周围形成一个薄的圆形结构。我们发现，磁化配置的质量吸积率一般小于在未磁化的情况下，由高达一个因素$\sim$ 3。黑洞旋转对吸积率也有抑制作用，高达$\sim$ 48\%。作为一个潜在的驱动程序的电磁发射，我们遵循的坡印廷光度的演变，合并后增加到一个因素$\sim2$与自旋增加，无论初始水平的磁化流体。我们的研究结果强调了在研究大质量黑洞的吸积过程时，同时考虑自旋和磁场的重要性。
2021-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Symplectic mechanics of relativistic spinning compact bodies. I. linear-in-spin integrability under Killing-Yano symmetry
Université de Caen Normandie, ENSICAEN, CNRS/IN2P3, LPC Caen UMR6534（法国卡昂诺曼底大学、ENSICAEN、CNRS/IN2P3、LPC Caen UMR6534）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
研究中性大质量自旋测试体自旋线性阶次的哈密顿动力学，利用马蒂松 - 帕帕佩特鲁 - 图尔齐耶夫 - 狄克逊方程，在特定四维时空通过施加条件和约化相空间，确定五个对合的第一积分，表明基灵 - 矢野对称性是自旋线性可积性的唯一几何来源。
2026-07-21 gr-qc math-ph math.MP
Spin-density and Vorticity Contribution to the Cosmological Background
相对论性非阿贝尔自旋流体可以用群论语言来表述，其中相应的自旋流体的Mathisson-Papapetrou方程可以根据特定的de Sitter群收缩来获得。这个框架非常适合于研究宇宙学背景下具有涡度和自旋密度的物质旋转流体的效应。
2014-12-02 gr-qc hep-th
Stability of Orbits around a Spinning Body in a Pseudo-Newtonian Hill Problem
一个伪牛顿希尔问题的基础上提出的潜在的Artemova等人[Astroph. J. 461（1996）565]中描述。该势再现了由于物体的自旋角动量而产生的一些广义相对论效应，例如惯性系的拖曳。利用Poincare映射、李雅普诺夫指数和分形逃逸技术研究了中心体不同自旋时有界和无界轨道的稳定性。
2008-11-25 gr-qc
Magnetosphere of a spinning string
在本文中，我们观察到，在背景度规的自旋弦的精确麦克斯韦-爱因斯坦方程可以解析求解。这使我们能够构建一个分析模型的磁层，这是近似力免费附近的旋转字符串。就像克尔黑洞在外部磁场存在的情况下一样，旋转的弦将获得一个电荷，这取决于旋转弦所携带的涡度。自生的磁场和电流非常类似于与活动星系相关的喷流从星系中心出现时的电流和磁场结构。
2012-01-02 astro-ph.HE gr-qc
Bianchi type-V spinning particle on 2-sphere
构造了2-球面上自由粒子的可积自旋扩张，其中自旋自由度用服从Bianchi V型代数的3-向量表示。建立了包含标量势的推广，它使狄拉克群的运动或外场或SU（2）群流形上的运动产生两个二次常数。一个链接到模型的相对论性自旋粒子传播的近视界7 d迈尔斯-佩里黑洞的背景被认为是。讨论了这一工作对D（2，1;a）超共形力学的意义.
2019-12-27 gr-qc hep-th nlin.SI
Ultra-relativistic grazing collisions of black holes
本文研究了等质量非自旋黑洞双星在一般碰撞参量下的高增强碰撞中的引力波发射、放大旋转行为以及由此产生的黑洞自旋。
2010-03-03 gr-qc
Metric of a tidally perturbed spinning black hole
在慢运动近似下，我们明确地构造了受外部宇宙潮汐扰动的克尔黑洞的度规。这种近似假设外部宇宙相对于黑洞的旋转速率变化缓慢，从而允许纽曼-彭罗斯标量$ψ_0$由时间相关的电磁潮汐张量参数化。然而，这种近似并不限制背景黑洞的自旋有多大，原则上，扰动度规可以模拟快速旋转的黑洞。我们首先通过在$ψ_0$上作用一个微分算子来产生一个势。从这个势出发，我们用Chrzanowski方法得到了入射辐射规的度规微扰。我们提供了明确的解析公式，这种度量扰动球克尔-Schild坐标，扰动是有限的地平线。这种扰动是参数化的质量和Kerr自旋参数的背景孔与电磁潮汐张量，描述的时间演化的外部宇宙产生的扰动。为了使度规在远离黑洞的地方准确，这些潮汐张量应该通过将这个度规与另一个在远离黑洞的地方有效的度规渐近匹配来确定。潮汐扰动度规在这里构造的初始数据的建设可能是有用的，以描述附近的地平线的旋转孔的二元系统的度量。这种微扰度规也可以用来构造波形，并研究当外部过程产生引力辐射时克尔黑洞对质量和角动量的吸收。
2014-04-10 gr-qc
Path integral quantization of a spinning particle
本文根据Alekseev和Shatashvili的思想，导出了修正的相对论粒子作用量的路径积分量子化，从而得到任意自旋自由场的费曼传播子。这个传播子可以与自由场论的Duffin，Kemmer，and Petiau（DKP）形式联系起来。我们明确地表明，所获得的DKP传播是等价的标准的，自旋0和1。我们认为，这种等价性也适用于更高的自旋。
2019-12-17 gr-qc hep-th
