Quasi-normal modes and fermionic vacuum decay around a Kerr black hole
分析了Kerr时空中非旋转费米子真空的不稳定性。我们描述了如何共同旋转的费米海形成的自发真空衰变的结果。最重要的是，从超临界场的类似电动过程中获得的直觉，我们表明，这种衰变过程完全编码在准正常费米子模式的一个子集。
2019-01-18 gr-qc hep-th
Black Holes: Fermions at the Extremal Limit?
本文给出了二维费米气体在极端极限下与Kerr-Newman黑洞热力学相匹配的精确结果。两个维度与黑洞的膜范例是一致的。分析的关键是热力学黎曼曲率标量$R$，对于大多数普通的热力学系统，包括临界点附近的系统，它是负的，但对于克尔-纽曼黑洞和费米气体，它大多是正的。
2007-11-27 gr-qc
One-dimensional quantum channel and Hawking radiation of the Kerr and Kerr-Newman black holes
本文回顾了Kerr和Kerr-Newman黑洞中的一维量子信道，并研究了玻色子和费米子的霍金辐射。结果表明，霍金辐射可以用量子信道来描述。导出了热导率与黑洞温度的关系。
2012-03-12 gr-qc
An Improvement for Quantum Tunneling Radiation of Fermions in a Stationary Kerr-Newman Black Hole Spacetime
通过在弯曲时空中Lorentz不变性破坏的Dirac方程中引入一个特殊的类以太矢量，提出了一种改进的计算费米子量子隧穿辐射的方法.作为一个例子，我们将这种新方法应用于带电轴对称Kerr-Newman黑洞。首先，利用LIV理论，我们导出了Kerr-Newman黑洞时空中自旋为1/2的费米子的修正动力学方程。通过求解该方程，我们发现在弯曲时空中，黑洞的Hawking温度和熵的增加或减少与带LIV的Dirac方程的常数$a$和$c$有关。当$c$为正时，新的Hawking温度比未修正的约高$ \frac{\sqrt{1+2a+2cmk_r^2}}{\sqrt{1+2a}}$倍，但熵会降低。对高自旋费米子的情况也作了简要的讨论。
2021-02-09 gr-qc hep-th
The spin correlation of fermion pairs created by a Kerr black hole gravitational potential
研究了旋转Kerr黑洞产生并散射的费米子性质，发现费米子螺旋度在传播中可变，导致逃逸粒子特征不足以重建伴粒子，且粒子对螺旋度非完全纠缠，自旋或亦然。
2024-09-08 gr-qc hep-th
Modified Fermions Tunneling Radiation from Non-stationary, Axially Symmetric Kerr Black Hole
本文应用量子引力理论中的形变色散关系，研究了动态对称黑洞中费米子隧穿辐射的修正。首先，修正了引力时空中费米子的运动方程。从运动方程出发，用半经典近似方法得到了修正的Hamilton-Jacobi方程。然后，研究了费米子在动态对称Kerr黑洞事件视界的隧穿行为。最后，结果表明，在非平稳对称背景下，霍金温度修正和隧穿率与黑洞背景视界的角参数密切相关。
2019-07-14 gr-qc hep-th
Kermions: quantization of fermions on Kerr space-time
研究了背景非极值Kerr黑洞上的量子费米子场。我们讨论了标准黑洞量子态的定义（Boulware，Unruh和Hartle-Hawking），特别关注费米和玻色子量子场论之间的差异。由于所有的费米子模式（粒子和反粒子）都有正范数，因此与玻色子的情况相比，如何定义量子态有更大的灵活性。特别是，我们能够定义一个候选的“Boulware”样的状态，空在过去和未来的零无穷大;和一个候选的“Hartle-Hawking”样的平衡态，代表周围的黑洞费米子的热浴。这两种状态都没有类似于非极值克尔黑洞上的玻色子，并且都具有物理上吸引人的规则性。我们还定义了一些其他的量子态，数值计算两个状态之间的费米子电流和应力能量张量的期望值的差异，并讨论它们的物理性质。
2013-06-28 gr-qc hep-th
Nonexistence of Majorana fermions in Kerr-Newman type spacetimes with nontrivial charge
本文通过分离 Kerr-Newman 及 Kerr-Newman-(A)dS 时空中时间周期 Majorana 费米子的 Dirac 方程，利用两个代数恒等式证明非零电荷或磁荷时相应视界区域内不存在可微时间周期解。
2024-09-10 gr-qc hep-th math.DG
Kermions
在弯曲时空中的量子场论框架下，研究了非极值Kerr黑洞上无质量费米子场的量子化。本笔记的主题是标量场和费米子场在定义量子态过程中的根本区别。特别地，我们为Kerr上的费米子定义了两个新的态，这两个态是Kerr上的量子标量场不能定义的。这两个态类似于史瓦西黑洞上的标准博尔韦尔态和哈特尔-霍金态。
2013-10-30 gr-qc
Quasi-normal modes of non-separable perturbation equations: the scalar non-Kerr case
针对非 Kerr 稳态轴对称几何中扰动方程不可分离的问题，本文提出近 Kerr 展开方法，在主导阶将二维偏微分本征值问题化为带边界条件的常微分方程，并用于异常四极矩或慢转背景的标量准正常模计算。
2023-10-02 gr-qc
Connections between the shadow radius and the quasinormal modes of Kerr-Sen black hole
研究了Kerr-Sen黑洞的阴影半径与准正规模之间的对应关系。利用Kerr-Sen黑洞的阴影半径方程和准正规模的角分离常数，得到了准正规模的实部与阴影半径的关系式.我们发现在程函极限下，我们的公式与以前的结果一致。此外，我们还计算了Kerr-Sen黑洞的能量发射率，发现峰值能量发射率与电荷参数成反比。
2021-12-21 gr-qc
Zero, Normal and Super-radiant Modes for Scalar and Spinor Fields in Kerr-anti de Sitter Spacetime
本文研究了Kerr-反de Sitter时空中标量场与旋量场的零模和正常模，证明零模不存在作为物理态，正常模满足谱条件$p_{\ m H}>0$，并评述了超辐射模与黑洞热力学。
2016-09-03 gr-qc
Hadamard property of the Unruh state for massless fermions on Kerr spacetime : the large $a$ case
Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Institut Fourier（傅里叶研究所）；CY Cergy Paris Université（塞吉-蓬图瓦兹巴黎大学）
本文研究了克尔时空上无质量费米子的Unruh态在大$a$情况下的Hadamard性质，扩展了之前对缓慢旋转黑洞的结论。
2026-01-13 gr-qc math-ph math.MP
Quasinormal modes of massive fermions in Kerr spacetime: Long-lived modes and the fine structure
利用WKB公式计算了不同静态黑洞背景下大质量Dirac场的准正规模。然而，这些估计是粗略的，并且仅对非常小的$μM$值有效，其中$M$和$μ$分别是黑洞和场的质量。因此，即使对于史瓦西黑洞，也没有精确计算出大质量狄拉克模式，对于克尔解更是如此。本文计算了克尔背景下大质量狄拉克场的准正规模。我们已经证明，玻色子场中存在的无限长寿命的准正规模（准共振）也出现在费米子的准正规谱中。大质量费米子的两种手征性导致了光谱中额外的“精细结构”。我们讨论了这种精细结构对准共振行为和稳定性的影响。分析也扩展到一个带电的大规模领域中的克尔-纽曼背景。
2018-04-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Stationary solutions of the second-order equation for fermions in Kerr-Newman space-time
当使用量子力学的二阶方程与Kerr-Newman（KN）场的有效势用于费米子时，得到的结果与使用狄拉克方程时得到的结果有质的不同。在存在两个事件视界的情况下，证明了在事件视界上平方可积波函数为零的带电和不带电费米子存在简并定态束缚态。在这种状态下的费米子是本地化的事件视界附近的概率密度的最大值远离事件视界的费米子的康普顿波长的分数与耦合常数的值，角动量和轨道动量$j,l$的值和方位角量子数$m_φ$的值。在极端KN场的情况下，对于任何耦合常数值，都不存在费米子的定态束缚态。在一定的物理参数下，证明了在裸KN奇点场中带电和不带电费米子的离散能谱的存在性。由于量子力学中KN场的有效势在二阶方程下的行为是有规律的，所以KN场的裸奇点不会对宇宙监督构成威胁。
2019-04-10 gr-qc hep-th
Accurate correction of arbitrary spin fermions quantum tunneling from non-stationary Kerr-de Sitter black hole based on corrected Lorentz dispersion relation
根据弦论和量子引力理论研究中提出的修正色散关系，对Rarita-Schwinger方程进行了精确修正，得到了Rarita-Schwinger-Hamilton-Jacobi方程，并利用该方程研究了动态Kerr-de Sitter黑洞中任意自旋费米子的量子隧穿辐射特性.导出了一系列精确修正的描述黑洞性质的物理量，如表面引力、化学势、隧穿几率和Hawking温度。这一研究丰富了黑洞物理的研究方法，使研究内容更加精确。
2020-02-09 gr-qc hep-th quant-ph
Quasi-normal modes of a multi-dimensional rotating Kerr black hole
University of Urbino Carlo Bo（乌尔比诺卡洛博大学）
本文提出一种计算高维 Kerr 空间中 Teukolsky 方程准正常模的方法，通过多旋量形式推导引力扰动方程并计算准正常模，以六维为例展示方法的通用性。
2026-05-07 gr-qc
Fermions Tunneling and Quantum Corrections for Quintessencial Kerr-Newman-AdS Black Hole
本文利用Hamilton-Jacobi方法研究了带电费米子粒子隧穿Kerr-Newman-AdS黑洞视界的问题。在我们的分析中，我们研究了霍金温度以及基于广义测不准原理的量子修正的霍金温度。此外，我们还讨论了修正参数$β$对修正后的霍金温度$T_{e-H}$的影响.我们得出结论，当$β=100$时，温度$T_{e-H}$为零，而对于$β<100$和$β>100$，温度分别为正和负。我们观察到$T_{e-H}$的图形w.r.t.典型参数$α$仅表现出特定范围的行为，即，$0<α<1/6$、电荷$0<Q\leq1$和旋转参数$0<a\leq1$。对于较小和较大的负$Λ$值，随着地平线的增加，温度分别降低和升高。
2018-12-19 gr-qc hep-th
Analytic Solutions of Teukolsky Equation in Kerr-de Sitter and Kerr-Newman-de Sitter Geometries
给出了Teukolsky方程在Kerr-de Sitter和Kerr-Newman-de Sitter几何中的解析解，并讨论了解的性质.特别是，我们表明，我们的解决方案满足Teukolsky-Starobinsky身份明确和固定的自旋权重$s$和$-s$的解决方案之间的相对归一化。
1999-05-13 gr-qc
Greybody Radiation and Quasinormal Modes of Kerr-like Black Hole in Bumblebee Gravity Model
在Lorentz对称性破缺（LSB）框架下，研究了由大黄蜂引力模型得到的类Kerr黑洞时空的准正规模（QNM）和灰体因子（GF）.特别地，我们在半解析WKB方法和时域方法的框架内分析了黑洞的标量和费米子扰动。详细研究了LSB对类Kerr黑洞玻色子/费米子QNM和GFs的影响。所得结果以图形方式描绘和讨论。
2021-02-11 gr-qc hep-th
The Unruh state for massless fermions on Kerr spacetime and its Hadamard property
在慢旋转Kerr时空中的无质量Dirac场的背景下，我们给出了Unruh态的严格定义。在黑洞外部区域，我们证明了它在过去事件视界上的霍金温度下是渐进热的。此外，我们证明了在外部和内部区域的联合，Unruh状态是纯粹的和Hadamard。主要成分是Häfner-Nicolas散射理论，新的微局部估计的特征柯西问题和标准的水平上的平方可积的解决方案。
2021-03-22 gr-qc hep-th math-ph
Over-spinning Kerr-Sen black holes with test fields
本文研究了Kerr-Sen黑洞与中性测试场相互作用中弱形式的宇宙监督猜想的有效性。Kerr-Sen背景下的Klein-Gordon方程的研究表明，标量场存在超辐射现象。我们证明了标量场可以使一个近极值黑洞自旋为裸奇点，但是由于超辐射，使一个极值黑洞自旋为裸奇点的模式不会被吸收。根据克尔类比，我们可以天真地认为费米子场不存在超辐射。在这种情况下，超旋变得普遍，也适用于极端的克尔-森黑洞。这种对宇宙审查的强烈违反不能通过本工作中忽略的反向反应效应来修复。这些结果类似于Kerr的情况。
2018-11-07 gr-qc
Properties of natural polynomials for Schwarzschild and Kerr black holes
King’s College London（伦敦国王学院）
本文研究了Schwarzschild和Kerr黑洞的自然多项式性质，探讨了这些多项式在求解轴向方程中的作用，并揭示了其递推关系和复参数特性。
2026-09-09 gr-qc
Regularized Stable Kerr Black Hole: Cosmic Censorships, Shadow and Quasi-Normal Modes
广义相对论中的黑洞解伴随着奇点和质量膨胀不稳定性等病态，这些病态被认为可以通过尚未发现的引力量子理论治愈。如果没有这样一致的描述，人们可以模拟绕过上述问题的理论不可知论的现象学黑洞。这些所谓的规则黑洞在文献中被广泛研究，使用参数化修改广义相对论的黑洞解。然而，由于存在几种方法来模拟这样的黑洞，从理论和观测的角度来研究这些解决方案的一致性和可行性是很重要的。在这项工作中，我们考虑了最近提出的正则化稳定旋转黑洞的模型有两个额外的参数，除了质量和自旋的克尔解决方案。我们首先计算它们在标量扰动下的准正规模，并研究这些附加参数对黑洞稳定性的影响。在第二部分中，我们研究了这些正则化黑洞的阴影结构，并得到了严格的边界上的参数空间，需要与事件视界望远镜观测的$M87^*$和$Sgr\, A^*$阴影的一致性。
2023-02-11 gr-qc
Kerr-(Anti-)de Sitter Black Holes: Perturbations and quasi-normal modes in the slow rotation limit
我们研究了缓慢旋转的Kerr-（Anti-）de Sitter黑洞时空中标量场、矢量场和张量场的微扰，给出了新的和现有的薛定谔风格的主方程，每种类型的微扰都达到黑洞自旋$a$的线性阶.对于每种类型的字段，我们计算的基本准正常模式频率的解析表达式。这些频率相比，现有的结果Schwarzschild-de Sitter，缓慢旋转克尔，缓慢旋转克尔-德西特黑洞。在所有情况下，发现良好的协议之间的解析表达式和数值计算的频率。此外，轴向和极性的引力频率被证明是等谱线性顺序在$a$的所有情况下以外的非零$a$和$Λ$。
2018-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Mode stability of a near-extremal Kerr superspinar
我们在这里研究的准正常模式的稳定性的近极值克尔超旋，一个异国情调的自旋紧凑的对象，超过克尔界，引力扰动下。尽管以前的信念，这些对象将是模式不稳定的，我们表明，通过分析处理Teukolsky方程，这些对象实际上是模式稳定的几乎所有（除零措施集）的边界条件。
2019-11-14 gr-qc
Observing remnants by fermions' tunneling
标准霍金公式预言了黑洞的完全蒸发。本文将量子引力引入到费米子从Reissner-Nordstrom和Kerr黑洞的隧穿中。量子引力效应减缓了霍金温度的升高。这种性质自然会导致黑洞蒸发中的残余质量。修正后的温度受发射费米子的量子数的影响。同时，由于旋转，Kerr黑洞的温度是$θ$的函数。
2014-03-13 gr-qc hep-th
Scalar perturbations around rotating regular black holes and wormholes: quasi-normal modes, ergoregion instability and superradiance
我们研究了Kerr-黑反弹背景上的标量测试场扰动，即一系列旋转的规则黑洞和/或旋转的可穿越的虫洞，可以模仿Kerr黑洞。我们计算的准正常模式的无质量场的定期黑洞和虫洞分支，确认前者的稳定性和识别一组增长模式，使后者不稳定。我们进一步计算了超辐射放大因子，无质量和大质量的领域，在常规黑洞分支，确认这些对象超辐射，虽然在较小的程度上比相应的克尔黑洞。
2022-06-29 gr-qc
The Quasi-normal Modes of Charged Scalar Fields in Kerr-Newman black hole and Its Geometric Interpretation
高频准简正模（QNM）与零测地线（球形光子轨道）之间存在着几何对应关系。本文将这种对应推广到Kerr-Newman时空中的带电标量场。在我们的例子中，粒子和黑洞都是带电的，所以应该考虑非测地线轨道。利用WKB近似，我们发现准正规频率的实部对应于轨道频率，虚部对应于轨道的李雅普诺夫指数，角方程的特征值对应于卡特常数.从带电无质量标量场准正规频率虚部的性质出发，我们可以发现在本文所确定的一定条件下，在极端Kerr-Newman时空中，带电无质量标量场的准正规模仍然具有零阻尼模。
2015-11-01 gr-qc hep-th
The generalized second law for Kerr-Taub-NUT black holes perturbed by test field
Istanbul Okan University（伊斯坦布尔奥坎大学）；Yeditepe University（耶迪特佩大学）；Boğaziçi University（博阿齐奇大学）
本文研究Kerr-Taub-NUT黑洞受测试场扰动时的广义第二定律，发现费米子扰动在低于超辐射极限时可导致熵减并违反GSL，而满足NEC的玻色子扰动下GSL仍成立。
2026-09-09 gr-qc hep-th
Global study of the scalar quasi-normal modes of Kerr-AdS${}_5$ black holes: Stability, thermality, and horizon area quantization
数值研究了具有等旋和不等旋的五维大小Kerr-anti de Sitter（Kerr-AdS ${}_5$）黑洞的准正规（QN）频率结构.我们的研究还包括低和高霍金温度。然后我们研究了Kerr-AdS ${}_5$黑洞的稳定性和高阻尼QN模的结构，这些结构反映了Kerr-AdS ${}_5$黑洞的热力学性质.我们发现，几乎最大旋转的Kerr-AdS ${}_5$黑洞的高阻尼复QN频率在虚部具有视界表面重力的周期性分离，而实部收敛于超辐射频率，这可能与Kerr-AdS ${}_5$边界上相应共形场论中热格林函数的极点结构有关。最后讨论了Kerr-AdS ${}_5$黑洞的QN模与视界面积量子化的Hod猜想之间的关系，并分析了Kerr-AdS ${}_5$黑洞的视界拓扑.我们证明了在一般情况下，自旋参数无限接近于AdS曲率半径的超自旋Kerr AdS ${}_5$黑洞具有非紧视界，并基于Hod猜想，证明了视界面积可以是连续的，即在超自旋状态下视界的单位面积为零.
2022-01-18 gr-qc hep-th
Gravitational waves from a plunge into a nearly extremal Kerr black hole
通过求解非齐次Teukolsky方程，在时域内数值研究了从一个近极值Kerr黑洞中发射的线性引力波。我们考虑自旋黑洞的特定自旋角动量$a/M=1-ε$，我们认为值$ε\geq 10^{-6}$。我们发现了一个有效的准正常衰荡的瞬态行为：准正常衰荡的早期阶段是由根据逆时间的衰减，与频率等于两倍的黑洞的视界频率。$ε$越小，从该瞬态逆时间衰减到指数衰减的转变越晚。这种源，如果存在的话，可能是地面或空间载引力波观测站感兴趣的潜在源。
2016-08-07 gr-qc
Quasi-normal modes and exponential energy decay for the Kerr-de Sitter black hole
本文给出了旋转黑洞准正规模的严格定义。它们是由某个亚纯算子族的极点给出的，并且与物理文献中的启发式定义一致。如果黑洞旋转足够慢，我们表明，这些极点形成一个离散的子集的复平面。作为一个应用，我们证明了线性波的本地能量在该背景下指数衰减一旦正交于零共振。
2011-03-15 gr-qc math.AP
Physically motivated ansatz for the Kerr spacetime
尽管克尔旋转黑洞的主题工作了60多年，但还没有被广泛接受的物理基础和教学上可行的anterior适合导出克尔解决方案，而无需显着的计算工作。（通常涉及计算机辅助符号代数。也许在这方面最接近的一个是纽曼-詹尼斯技巧;一个需要几个物理上没有动机的选择才能起作用的技巧。在这里，我们将尝试在这个问题上取得一些进展，通过使用基于扁球坐标的非正交正交四分体来尽可能多地吸收混乱的角度依赖性，留下一个相对简单的角度无关的四分体分量度量。也就是说，我们将写$g_{ab} = g_{AB} \; e^A{}_a\; e^B{}_b$，以寻求保持四元分量度量$g_{AB}$和非正交共四元$e^A{}_a$相对简单但不平凡。我们将看到，可以把所有的质量依赖性都放在$g_{AB}$中，而非正交共四元组$e^A{}_a$可以被选为扁球坐标系中平坦闵可夫斯基空间的质量无关表示：$(g_\mathrm{Minkowski})_{ab} = η_{AB} \; e^A{}_a\; e^B{}_b$。这一过程尽可能地将质量依赖性与转动依赖性分离开来，使克尔解可能不那么神秘。
2022-07-25 gr-qc
Quasi-normal modes for Dirac fields in Kerr-Newman-de Sitter black holes
本文给出了慢旋转Kerr-Newman-deSitter黑洞中Dirac场在任意固定宽度带中的准正规模（共振）的完整渐近描述。共振以类似于塞曼效应的方式分裂。该方法基于Dyatlov 2011，2012应用于（不带电）Kerr-de Sitter黑洞的Dirac算子的扩展技术。我们证明了狄拉克场的质量对共振展开式中的两个首项没有影响。
2016-06-13 gr-qc math-ph math.AP
Scalar quasi-normal modes of accelerating Kerr-Newman-AdS black holes
本文利用等单性变形方法研究缓慢加速Kerr-Newman-AdS黑洞的标量扰动，将角向方程化为Heun方程并给出小加速旋转极限下的本征值渐近展开，径向问题转化为Fuchs系统tau函数的初值问题，最终计算了准正规模式频率。
2024-02-24 gr-qc hep-th
Cosmic censorship, massless fermionic test fields, and absorption probabilities
在传统的方法中，费米子测试场导致了黑洞的普遍过度旋转，从而形成了裸奇点。任意低频的费米子测试场的吸收是允许的，这对时空的角动量参数的贡献是发散的。最近，我们提出了一个更微妙的处理问题，考虑到这样一个事实，即只有一部分的测试场被吸收的黑洞有助于时空参数。在这里，我们重新考虑无质量自旋$(1/2)$场与克尔和克尔-纽曼黑洞的相互作用，采用这种新的方法。我们表明，激烈的分歧问题消失时，一个纳入吸收概率。尽管如此，仍存在一系列可能导致过旋的测试场参数。我们采用反向反应效应，由于自能的测试字段，它修复了过度旋转的问题，具有相对较大的振幅的字段，并使其非通用较小的振幅。这种非通用的过度自旋似乎很可能是固定的替代半经典和量子效应。
2021-12-27 gr-qc
Hawking Radiation of a Non-stationary Kerr-Newman Black Hole: Spin-Rotation Coupling Effect
利用广义Tortoise坐标变换方法研究了非定常Kerr-Newman时空中Klein-Gordon粒子和Dirac粒子的Hawking蒸发。导出了动态Kerr-Newman黑洞事件视界的位置和温度。结果表明，温度和事件视界的形状不仅与时间有关，而且与入射角有关。然而，狄拉克粒子的费米子谱显示了一种新的自旋-转动耦合效应，这是标量粒子玻色分布所没有的。这种效应的特点是对自旋为1/2的粒子的不同螺旋度态有明显的依赖性。PACS编号：04.70.Dy、97.60.Lf
2001-11-14 gr-qc
Effective state, Hawking radiation and quasi-normal modes for Kerr black holes
由于霍金辐射谱的非严格连续性，使得霍金辐射与黑洞准简正模（QNM）之间存在着自然的对应关系。在这项工作中，我们推广最近的结果在这个重要的问题上的框架克尔BH（KBH）。我们表明，也为KBH，QNM可以很自然地解释在量子水平。因此，一个粒子的发射或吸收又被解释为两个不同能级之间的跃迁。在文章的最后，我们还推广了有关KBH“有效态”的一些概念。
2013-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Entropy Quantization and Quasi-normal Modes of Dyonic Kerr-Sen Black Holes
Chulalongkorn University（朱拉隆功大学）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（佩雷尔曼理论物理研究所）
研究双荷Kerr-Sen黑洞内外视界热力学，发现熵乘积仅依赖于角动量，通过Kerr/CFT对应计算中心荷，并得到准正则模的解析表达式。
2026-09-02 gr-qc hep-th
Asymptotic distribution of quasi-normal modes for Kerr-de Sitter black holes
本文建立了一个缓慢转动的Kerr-de Sitter黑洞的拟正态模的Bohr-Sommerfeld型条件，给出了它们在任意固定宽度带中的渐近描述。特别是，我们观察到塞曼分裂的高多重性模式在a=0（Schwarzschild-de Sitter），一旦球对称被打破。附录B中给出的数值结果表明，渐近性在非常低的能量下实际上是准确的，并且与物理学文献中通过其他方法建立的数值结果一致。我们还证明了波动方程的解可以渐近展开的准正常模式，这证实了解释的有效性，其实部的振荡频率，和虚部的衰减率的引力波。
2011-12-15 gr-qc math.AP math.SP
Exact quasi-normal modes for the near horizon Kerr metric
利用减几何近似的SL（2，R）× SL（2，R）× SO（3）对称性，研究了一般次极端Kerr背景下无质量标量场的准正规模.这忠实地模拟了近视界几何，但将黑洞定位在一个封闭的渐近锥形盒中，类似于弦理论中使用的反德西特背景。只有两个系列的模式，以超几何函数和球谐函数的形式给出，让人想起弦论中的左移和右移度：一个是过阻尼的，另一个是欠阻尼的，表现出旋转分裂。复频率的精确公式非常简单，原则上可以通过对黑洞的观测来确定质量和角动量。没有黑洞炸弹是可能的，因为与视界同向旋转的Killing场在黑洞之外的任何地方都是类时的。
2013-12-08 gr-qc hep-th
Thermodynamics and weak cosmic censorship conjecture in the Kerr-AdS black hole
通过分析Kerr-AdS黑洞中被吸收的费米子落入视界的能量动量关系，研究了正常相空间和扩展相空间中的热力学定律和弱宇宙监督猜想.在正规相空间中，第一定律、第二定律以及弱宇宙监督猜想对黑洞的所有初态都成立。但是，在扩展相空间中，虽然第一定律和弱宇宙监督猜想仍然有效，但第二定律变得更加微妙。我们发现，第二定律的有效性或违反依赖于自旋参数，AdS时空的半径，以及它们的变化。此外，在扩展相空间中，由于末态和初态相同，极端和近极端Kerr-AdS黑洞的组态不随费米子的吸收而改变.
2020-09-26 gr-qc hep-th
New Generic Ringdown Frequencies at the Birth of a Kerr Black Hole
讨论了Kerr黑洞真空扰动的一种新的衰荡频率模。我们进化的真空径向Teukolsky方程的初始数据使用近地平线近似，并找到一个频率模式类似于在最近的研究中发现的辐射由一个暴跌粒子接近克尔视界。我们讨论我们的研究结果的背景下。我们还探讨了这种模式的效用，通过拟合的数值波形与通常的准正常模式（QNM）和新的振荡频率的组合。
2011-10-10 gr-qc
Analytic formula for quasinormal modes in the near-extreme Kerr-Newman-de Sitter spacetime governed by a non-Pöschl-Teller potential
在极端的史瓦西-德西特背景中，标量场、电磁场和引力场的准正规模可以用解析形式表示为波施尔-特勒波动方程的本征值。我们证明了费米子场的微扰（由狄拉克方程和拉里塔-施温格方程给出）不会导致Pöschl-Teller有效势。尽管如此，使用弗罗贝纽斯方法，我们也可以在这种情况下解析地找到准正规模式。给出了近似极端Schwarzschild-de Sitter黑洞的准正规频率的解析公式，该公式对玻色子场和费米子场都适用。我们进一步将分析推广到带电旋转黑洞的情形，并找到了近极端Kerr-Newman-deSitter时空中各种自旋场的准正规模的一般解析公式。
2022-04-06 gr-qc hep-th
Second Order Perturbations of Kerr Black Holes: Reconstruction of the Metric
受双黑洞合并的引力波观测的启发，我们提出了一个计算Kerr黑洞周围首阶非线性引力波相互作用的方法.我们描述的形式主义用于推导方程的二阶扰动。我们开发了一个程序，使我们能够重建的一阶度量扰动的知识，仅从一阶Teukolsky方程的解决方案，而不需要赫兹的潜力。最后，我们说明了这种度量重建过程中的渐近极限的一阶拟正常模式的克尔。在配套文件中，我们提出了这些想法的数值实现。
2021-05-18 gr-qc
Graviton emission from simply rotating Kerr-de Sitter black holes: Transverse traceless tensor graviton modes
在这篇文章中，我们提出的结果张量引力子模式（在7维和更大，$n\geq 3$）的灰体因子的Kerr-dS黑洞和霍金辐射从简单旋转（n+4）维克尔黑洞。虽然有一些微妙的定义的Kerr-dS黑洞的霍金温度，我们提出了一些初步的结果，假设标准的霍金归一化和Bousso-Hawking的归一化。
2009-07-01 gr-qc hep-ph hep-th
Escape of Charged Particles Moving around a Weakly Magnetized Kerr Black Hole
我们研究了带电粒子的动力学和逃逸最初轨道弱磁化克尔黑洞后，他们被踢在垂直于轨道的方向。首先分析了中性粒子的情况，给出了逃逸条件的解析表达式。对带电粒子最内层稳定圆轨道（ISCO）进行了一般性的数值分析。然后研究了带电粒子的三维运动，给出了它们逃逸的有效条件。我们还讨论了黑洞旋转如何影响带电粒子的逃逸及其动力学中的混沌性。
2014-07-25 gr-qc
A Study of Elliptical Last Stable Orbits About a Massive Kerr Black Hole
在进行轨道演化数值分析时，最后稳定轨道是一个重要的边界条件。虽然对于实验粒子围绕史瓦西黑洞（SBH）的椭圆轨道和围绕标准化自旋为S（|J| /M^2，其中J是KBH的自旋角动量）的克尔黑洞（KBH）的圆形轨道的情况，已经很好地理解了LSO;但是值得将我们的知识扩展到包括围绕KBH的椭圆轨道。这一扩展有助于为更好地理解引力波（GW）发射奠定基础。在这项工作中描述的数学发展源于使用一个有效的潜力（V）来自克尔度规，它封装了伦瑟-瑟林岁差。这使我们能够开发一种新的形式的解析表达式来计算任意KBH自旋的圆形轨道（R_LSO）的LSO半径。然后，我们能够构建一个数值方法来计算椭圆LSO的直肠侧（l_LSO）。关于E^2（归一化轨道能量的平方）和L^2（归一化轨道角动量的平方）的偏心率e和纵距l的公式，以前曾由其他人针对SBH周围的椭圆轨道提出，然后扩展到KBH的情况;我们利用这些结果将我们的解析l_LSO方程推广到椭圆轨道。从我们的分析方程和数值程序计算的LSO数据，和以前出版的，然后进行比较，发现是非常一致的。
2009-03-21 gr-qc
Black-hole spectroscopy, the no-hair theorem and GW150914: Kerr vs. Occam
“无毛”定理指出，天体物理学黑洞的完全特征只有两个数字：它们的质量和自旋。受扰黑洞的引力波辐射由阻尼正弦波的叠加组成，称为\textit{quasi-normal modes}。准正常模式由三个整数$(\ell,m,n)$指定：$(\ell, m)$整数描述角度属性，而$(n)$指定（过）音调。如果无毛定理成立，准正规模的频率和阻尼时间由黑洞的质量和自旋唯一确定，而相位和振幅取决于特定的扰动。目前的测试无毛定理，试图确定这些模式在半不可知的方式，而不强加的干扰源的先验。这通常称为\textit{black-hole spectroscopy}。将该框架应用于GW 150914，测量了第一泛音，从而在$20\%$水平上证实了该定理。然而，我们表明，这种半不可知论的测试不能提供有力的证据，有利于无毛定理，即使是非常响亮的信号，考虑到越来越多的泛音（和自由参数）需要适应的数据。这可以通过对扰动黑洞的起源施加先验假设来解决，这可以进一步限制探索的参数：特别是我们的知识，即振铃是由二元黑洞合并引起的。应用这一策略GW 150914，我们发现一个自然的对数贝叶斯因子$\sim 6.5$有利于其残留的克尔性质，表明毛状物体的假设是不利的$<1:600$相对于克尔黑洞之一。
2021-01-26 gr-qc
Why does the Kerr-Newman black hole have the same gyromagnetic ratio as the electron?
我们最近提出了一个确定性的矩阵动力学在普朗克尺度，引力耦合到狄拉克费米子，在所谓的康纳斯时间演变。通过在比普朗克时间大得多的时间间隔上粗粒化这种动力学，我们导出了时空流形、量子理论和经典广义相对论，作为对底层矩阵动力学的低能涌现近似。在这篇文章中，我们展示了如何包括杨米尔斯规范场在这个普朗克尺度矩阵动力学。我们通过适当地修改先前引入的时空物质的“原子”（我们现在称之为“aikyon”）的基本作用来做到这一点。这是通过修改狄拉克算子，包括一个'潜在的'杨米尔斯方面，和一个'电流'的杨米尔斯收费。我们的工作为引力与规范场和狄拉克费米子的统一开辟了一条途径。我们展示了如何自发局域化的矩阵动力学引起耦合规范场和相对论点粒子，在经典极限的广义相对论。我们用这种形式主义来解释一个值得注意的事实，即克尔-纽曼黑洞的旋磁比与狄拉克费米子的旋磁比具有相同的值，两者都是经典值的两倍。
2020-06-09 gr-qc hep-th quant-ph
The Dirac equation in the Kerr-de Sitter metric
我们考虑了一个正宇宙学常数的宇宙中存在一个旋转黑洞的费米子。在推导了新的事件、柯西视界和宇宙视界公式后，我们采用卡特四分体将上述方程分解为径向和角向方程。我们展示了如何的rasekhar的anastrophe导致建设的对称运营商，可以解释为平方根的平方总角动量运营商。进一步证明了角算子的谱是离散的且由简单特征值组成，并利用泛函Bethe方法得到了角算子有多项式解的一组充分必要条件.最后，我们证明了在非极端情况下Dirac方程不存在束缚态。
2015-09-01 gr-qc
The Kerr-Fermi Sea
在克尔黑洞附近存在一个大质量的标量场，它会产生与束缚超辐射模有关的不稳定性。在本文中，我们表明，大规模的费米子，而不是诱导的不稳定性，约束超辐射模式凝聚，形成一个费米海，以及以外的能层延伸。在半经典WKB近似下，解析计算了费米海在相空间中的形状和其他各种性质。黑洞附近的低能有效理论用费米面的波纹来描述。导出了它们的色散关系和对进入海中的粒子的有效力的表达式。
2009-12-21 gr-qc hep-th
Dynamics of spin-2 fields in Kerr background geometries
我们发展了一种计算旋转黑洞扰动演化的数值方法。通过积分Teukolsky方程获得的解决方案，作为一个一阶的时间，耦合系统的方程，在一种形式，明确表现出径向特征方向。我们遵循一般的初始数据通过突发，准正常振铃和幂律尾阶段的传播。未来的结果可能有助于澄清黑洞角动量对黑洞合并最后阶段产生的信号的作用。
1997-01-15 gr-qc
