Superradiance in dispersive black hole analogues
包含高于二阶的空间导数的波动方程在凝聚态系统中自然出现。这种方程的解包含两种以上的模式，因此，与两种模式的情况相比，不同模式之间可能的相互作用的范围显著增强。我们开发了一个框架，用于分析不同模式的相互作用的基础上的经典转折点的色散关系。然后，我们将这个框架的深水重力波的散射与排水浴缸涡，一个系统，它构成了一个旋转的黑洞在非色散限制的模拟。特别是，我们表明，不同的散射结果控制的光环频率，常规应用在黑洞物理学的概念，和两个新的频率，这是有关的色散强度。我们发现，反射波被超辐射放大的频率范围出现作为一个简单的修改的非色散的情况下。然而，观察这种放大的条件是复杂的，因为超辐射模式可以通过与附加模式之一的散射反射回系统。我们提供的反射系数在全色散制度的估计。
2020-07-07 gr-qc physics.flu-dyn
Superradiant scattering of electromagnetic waves emitted from disk around Kerr black holes
研究了赤道面上薄圆盘包围的Kerr黑洞周围的电磁扰动。我们的主要目的是揭示从盘表面发射的电磁波的黑洞超辐射。用出射Kerr Schild场描述圆盘辐射，用真空波场描述超辐射散射，并在视界上加入真空波场以满足入射条件。给出了圆盘表面能流的计算公式，研究了圆盘-黑洞系统的能量输运。在低频近似下，我们发现从旋转黑洞中提取的能量主要被输运回盘，并讨论了在无穷远处观测到的电磁波的能谱。
2010-09-11 astro-ph.HE gr-qc
Superradiant scattering in fluids of light
从理论上研究了Bogoliubov激发在旋转光子流体中的散射过程。使用语言的诺特电流，我们证明了共振放大现象的发生，这减少到标准的超辐射的流体动力学限制。我们利用一个时域配方，超辐射出现作为一个瞬态效应编码的振幅和传播本地化波包的相位。我们的研究结果将量子流体中的先前研究推广到不可忽略的量子压力的情况，并且也可以容易地应用于其他物理系统，特别是原子玻色-爱因斯坦凝聚体。最后，我们讨论了正在进行的实验，观察超辐射的光子流体，以及如何我们的时域分析可以被用来在非理想的实验条件下的超辐射散射。
2019-04-10 cond-mat.quant-gas gr-qc physics.optics
The Superradiant Instability in AdS
研究了超辐射扰动Kerr黑洞的中间态和终态行为。首先考虑渐近平坦背景中的超辐射散射。然后讨论了反德西特背景中克尔黑洞的情况。具体来说，我们回顾了已知的超辐射不稳定性产生的AdS和其可能的最终状态的行为。
2017-03-27 gr-qc hep-th
Superradiance from BEC vortices: a numerical study
利用Klein-Gordon方程的数值积分方法研究了玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）涡旋激励对声波扰动的散射.据发现，在足够高的角速度，声波包可以通过超辐射散射机制提取相当大一部分的涡旋能量。这表明，这种超辐射机制在BEC实验中是可以探测到的。
2005-03-21 gr-qc
Tuning A Rotating Black Hole Spectrum with Dark Matter Halo: Quasibound States, Scalar Cloud, Black Hole Bomb and Superradiant Scattering
研究嵌入Dehnen暗物质晕的旋转黑洞的谱动力学，通过解析渐近匹配方法推导准束缚态谱和超辐射放大因子，发现晕参数系统性地改变束缚能、临界质量和超辐射窗口。
2026-07-31 gr-qc hep-th
Novel Kerr-Hernquist Black Hole: Quasibound State, Scalar Cloud, Bomb, Superradiant Scattering
该研究通过纽曼 - 贾尼斯算法得到新型克尔 - 赫恩quist黑洞解，利用解析渐近匹配方法研究其标量场动力学，推导准束缚态谱等，揭示了暗物质晕对黑洞谱和稳定性的影响，为相关研究提供统一框架。
2026-08-21 gr-qc hep-th
Superradiant scattering by a black hole binary
我提出的证据，一个新的伪装超辐射，出现在黑洞二元时空。在正确的初始条件下，当波从双星散射时，它会被放大。这个过程从轨道运动中提取能量，由视界吸收驱动，当单个黑洞不旋转时最为明显。专注于真正的标量场，我演示了如何现代有效场论（EFT）技术使超辐射放大因子的计算分析时，存在大的尺度分离。虽然利用这些层次不可避免地意味着放大因子总是可以忽略不计（它永远不会大于$10^{10}$的一部分）在EFT的制度的有效性，这项工作有有趣的理论意义，我们的理解广义相对论，并奠定了基础，为未来的研究超辐射现象的二元系统。
2019-08-24 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superradiant scattering in Lorentz-violating gravity
该研究在频域中分析洛伦兹破缺黑洞对修正色散标量波的散射，证明球对称 l>0 模式存在超辐射能量提取，l=1 反射率可超过700%，并推测相关时空不稳定。
2024-10-02 gr-qc hep-th
Superradiant scattering of massive scalar field due to magnetically charged rotating black hole
本研究探讨了磁荷旋转黑洞时空下大质量标量场的超辐射散射，发现磁荷显著影响放大幅度并扩大超辐射频率范围，且在特定参数下与Kerr-Newman黑洞表现出相似性。
2025-04-01 gr-qc hep-th
Rotating black holes in a draining bathtub: superradiant scattering of gravity waves
在旋转流体流背景下，表面扰动在旋转的有效黑洞时空中表现为标量场。我们提出了一个新的模型的背景流，考虑到不同的深度的水。数值积分的相关Klein-Gordon方程使用可访问的实验参数表明，重力波在适当的频率范围内被放大，通过超辐射的机制。我们的数值结果表明，在一个共同的流体力学系统中观察到这种现象是在实验范围内。与Kerr黑洞周围的波散射只依赖于一个无量纲的背景参数（比角动量与黑洞质量之比$a/M$）的情况不同，我们的系统依赖于两个无量纲的背景参数，即有效黑洞视界处的归一化角速度和表面引力.
2015-06-05 gr-qc physics.flu-dyn
Superradiant scattering of electromagnetic fields from ringing black holes
本文研究振铃史瓦西黑洞对电磁波的散射，发现其吸收截面可呈瞬态超辐射，且LOFAR或可探测原初黑洞的此类信号，为电磁波观测黑洞合并提供新途径。
2025-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dyonic Kerr-Sen Black Hole's Resonant Scattering: Absorption and Superradiance
Mahidol University（玛希隆大学）
研究带电克尔-森黑洞中标量超辐射散射，通过分析渐近匹配方法推导放大因子，揭示电荷和磁荷对能量提取效率的影响。
2026-02-24 gr-qc hep-th
Understanding superradiant phenomena with synthetic vector potentials in atomic Bose-Einstein condensates
本文提出了一个基于合成矢量势下的玻色-爱因斯坦凝聚体的模拟模型，从理论上研究了弯曲时空中量子场论中的超辐射效应。打破超流体的无旋约束，可以在简单的平面几何中研究超辐射，并获得直观的洞察力在各能面上的放大散射过程。当修改边界条件以允许反射时，会发现动力学不稳定性，类似于旋转时空中的各能区的动力学不稳定性。讨论了它们在黑洞几何中的视界稳定性。所有这些现象都是通过一个精确的映射与一维相对论带电标量场的静电势物理重新解释。我们的研究提供了对超辐射的基本机制的更深入的理解：通过解开不同的成分在发挥作用，它照亮了一些误解的耗散和视界的作用，以及超辐射散射和不稳定性之间的竞争。
2021-04-07 cond-mat.quant-gas gr-qc
Testing black hole superradiance with pulsar companions
我们证明了脉冲星发射的磁偶极子和引力辐射可以被自旋的黑洞伴星超辐射散射。我们发现辐射中超辐射模的相对数量取决于脉冲星相对于黑洞赤道平面的角位置。特别是，当脉冲星和黑洞自旋对齐时，超辐射模式在大角度下占主导地位，导致脉冲星亮度的放大，而对于小角度，辐射主要由非超辐射模式组成，信号衰减。这导致了脉冲星光度的特征轨道调制，在我们的近似中达到了百分比水平，这可能会产生天体物理黑洞中超辐射散射的签名，因此是对广义相对论的重要检验。
2015-08-13 astro-ph.SR gr-qc hep-ph
Superradiant instability of dyonic black holes in string theory
当标量波扰动被带电或旋转的黑洞适当地散射时，反射的标量波的能量可能被放大。这是一个超辐射过程。如果这种放大过程能够通过一定的限制机制来回发生，将会导致黑洞的强不稳定性。本文在弦论中研究了一类特殊的双子黑洞的超辐射稳定性。虽然双音黑洞与带电RN黑洞具有相似的时空度规，但由于双音黑洞的磁荷与带电标量波的耦合，双音黑洞比RN黑洞更不稳定.我们在双子黑洞和带电质量标量扰动的参数空间中发现了两个超辐射稳定区域。
2020-09-05 gr-qc hep-th
Low-finesse scattering and non-stationary dispersive dynamics of gravitational wave echoes
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院基础科学与数学学院）
研究低信噪比下黑洞外弱势能屏障诱导的环境回声，揭示非稳态色散动力学中瞬态散射主导的特性，并构建五参数模板以精确建模早期回声信号。
2026-08-13 gr-qc
Charged black holes in de Sitter space: superradiant amplification of charged scalar waves and resonant hyperradiation
黑洞通常居住在高度动态的星系环境中，并经常被吸积介质渗透。旋转和带电的黑洞不可避免地散射标量波、电磁波和引力波，这提供了一个显着的证据，证明了能量的提取和随后的散射波的放大是以致密物体的旋转和电磁能量为代价的;这种现象被称为超辐射。某些情况下极大地有利于能量提取过程，在这种程度上，线性超辐射不稳定性被触发。我们研究了单色带电标量场撞击Reissner-Nordström-de Sitter黑洞的超辐射放大，已知这些黑洞具有超辐射不稳定的准正规模。我们发现，即使超辐射的频率范围减少时，一个积极的宇宙学常数被纳入，放大因子显着升高相对于那些发生在Reissner-Nordström时空。有趣的是，我们确认，长期存在的准正规共振，驻留在superradiant制度诱导共振峰时，波的频率匹配的实部的准正规模式，无论时空的模式稳定性。
2022-06-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Onset of superradiant instabilities in the hydrodynamic vortex model
本文对传播声波的一种有效的时空几何--流体动力学涡旋进行了解析研究。与我们熟悉的克尔黑洞时空相比，流体动力学涡旋模型是由一个没有视界的有效声学几何来描述的。然而，这个声学时空拥有一个遍历区域，这是它与旋转克尔时空共享的一个属性。最近的数值计算表明，由于有效时空的能区中声波的超辐射散射，这个物理系统是线性不稳定的。在本研究中，我们使用分析工具，以探讨这些superradiant不稳定性的特征有效时空几何的发病。特别是，我们推导出一个简单的分析公式，它描述了流体动力学涡旋系统在其临界状态（边缘稳定）的物理特性，该状态标志着稳定和不稳定的流体配置之间的边界。分析推导的公式与最近发表的流体动力学涡系的数值数据一致。
2014-07-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superradiant Suppression of Non-minimally Coupled Scalar fields for a Rotating Charged dS Black Hole in Conformal Weyl Gravity
Grinnell College（格林内尔学院）；Northeastern University（东北大学）；Worcester Polytechnic Institute（伍斯特理工学院）
本文研究了在共形韦伊尔引力和广义相对论中，旋转带电de Sitter黑洞对质量非零带电共形耦合标量场的极辐射放大效应，发现共形韦伊尔引力中极辐射放大效应被显著抑制，尤其在质量部分，抑制因子达到指数级。
2026-04-06 gr-qc hep-th
Scattering and absorption of a scalar field impinging on a charged black hole in the Einstein-Maxwell-dilaton theory
本文研究了无质量标量场撞击荷电双光子黑洞的吸收和散射过程。首先，我们回顾了经典的分析，以获得偏转角和微分散射截面。然后，利用分波方法，我们用数值方法确定了以$Mω$为解耦参数的总吸收截面，发现在弱频率下，双光子黑洞的振幅比Reissner-Nordström黑洞的振幅小.在高频极限下，吸收截面表现出精细结构和超精细结构两种不同的复杂行为。对于微分散射截面，较小的$Mω$值导致更显着的振幅;相反的情况下，通过增加电荷质量比。为了充分掌握带电粒子黑洞的主要性质，我们考虑了一个不同的框架，其中紧凑的对象是由一个带电的大质量标量场撞击。对于Reissner-Nordström情形，中频的超辐射效应减弱。然而，这种效应并不一定意味着任何动力学不稳定性的存在。为了触发超辐射不稳定性，不稳定模式必须保持捕获的事件视界外的反射镜边界条件的基础上的机制。这样，一个带电的标量场加上一个带电的黑洞就构成了一个带电的黑洞炸弹。我们提供了一个解析公式（下限）的值的电荷场，它可以触发这种超辐射不稳定性。我们扩展这个最小的设置，同时考虑到其他的自由度冻结的微扰。新的微扰方案增强了超辐射散射，降低了荷质比的下限，产生了超辐射不稳定性。
2022-02-26 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Superradiant instability of charged scalar fields in higher-dimensional Reissner-Nordström-de Sitter black holes
黑洞具有捕获区域，导致有趣的动力学效应。通过适当地将测试场从黑洞散射出去，人们可以从黑洞中提取能量，从而导致测试场的振幅以消耗黑洞的能量为代价而增长。这种动力学现象被称为超辐射。本文研究了沉浸在$d-$维de Sitter宇宙中的Reissner-Nordström黑洞的带电标量场不稳定性。通过执行一个彻底的频域分析，我们计算不稳定的准正规共振，并将它们的存在与一个新的家庭的准正规模式与纯德西特时空的宇宙视界的存在和时间尺度。我们的结果表明，这种不稳定性是由超辐射，而尺寸的增加放大的增长率和扩大的参数空间的区域，无论是无质量和有质量的，测试领域是不稳定的。
2019-08-24 gr-qc hep-th
Superradiance and instabilities in black holes surrounded by anisotropic fluids
在本文中，我们分析了带电标量场在一个Reissner-Nordström黑洞中的传播，该黑洞被赋予一种各向异性流体，对于某些参数集，该流体可以起到宇宙学项的作用。标量波散射的演变检查产生相同的超辐射散射条件，在德西特的情况下。此外，对拟正规边界条件的应用所产生的模态进行了分析。讨论了某些特殊情况下拟正规频率的解析解。此外，超辐射条件适用于触发不稳定模的拟正规问题，这一点通过我们的数值分析得到了证实。
2021-12-01 gr-qc hep-th
Black Hole Superradiance From Kerr/CFT
具有频率和角动量（ω，m）的标量场被具有质量和自旋（M，J）的近极端Kerr黑洞的超辐射散射是七十年代由Starobinsky，Churilov，Press和Teukolsky导出的。在本文中，我们证明了当频率标度到超辐射边界时，散射振幅对（ω，m，M，J）的全函数依赖性可以由对偶二维共形场论精确地再现，其中黑洞对应于特定的热态，而标量场对应于特定的算符.这一惊人的一致性证实了克尔与CFT之间的一个明确的对应关系。
2009-07-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The black hole bomb and superradiant instabilities
如果满足一定的条件，撞击在克尔黑洞上的波在被黑洞散射时会被放大，从而产生超辐射散射。通过在黑洞周围放置一面镜子，可以使系统不稳定。这是普雷斯和特科尔斯基的黑洞炸弹。我们详细研究了这个过程，并计算了增长的时间尺度和振荡频率作为镜子的位置的函数。发现为了使系统黑洞和镜面变得不稳定，存在一个最小的镜面距离。我们还给出了一个明确的例子，表明这样的炸弹可以建立。此外，我们的论点使我们能够证明为什么大的Kerr-AdS黑洞是稳定的，而小的Kerr-AdS黑洞应该是不稳定的。
2004-08-30 astro-ph gr-qc hep-ph
An exact solution for the Hawking effect in a dispersive fluid
本文考虑具有四阶反常色散关系的运动流体中的声波波动方程。流体的速度是位置的线性函数，给出了流体速度与低频波的群速度相匹配的流动中的两个点。我们找到了波在流动中传播的精确解。散射显示经典波的放大，当波被量子化时导致自发发射。在无色散极限下，系统对应于1 + 1维黑洞或白洞双星，并且存在来自每个视界的霍金辐射的热谱。色散改变了散射系数，使得量子发射不再是热的。散射系数先前由Busch和Parentani在de Sitter空间中的色散场的研究中获得[Phys.Rev.D86，104033（2012）]。我们的研究结果给出了波的传播在这个完全可解的情况下，我们的重点是实验室系统的进一步细节。
2016-09-28 cond-mat.quant-gas gr-qc
