Analytical study of superradiant instability for five-dimensional Kerr-Gödel black hole
在五维最小超引力理论下，研究了旋转渐近哥德尔黑洞（Kerr-Gödel黑洞）的超辐射不稳定性.通过求解标量场微扰的Klein-Gordon方程的匹配渐近展开方法，我们证明了在超辐射区，准正规频率的复数部分为正。这意味着超辐射模的不稳定性越来越大。这种不稳定性的原因是渐近无穷远的Dirichlet边界条件，这与反德西特（AdS）时空中旋转黑洞的边界条件相似。
2013-01-23 gr-qc hep-th
Superradiant instability of area quantized Kerr black hole with discrete reflectivity
本文研究了面积量子化Kerr黑洞周围大质量标量场的超辐射不稳定性，发现离散反射率使超辐射模式仅在特定质量范围内存在，且面积量子化可终止或抑制玻色云形成。
2025-05-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Superradiant instabilities in the Kerr-mirror and Kerr-AdS black holes with Robin boundary conditions
最近的研究发现，具有Robin边界条件的标量场可以同时触发BTZ黑洞的超辐射不稳定性和体不稳定性。为了理解这种行为的普遍性和仔细研究这种行为的起源，我们考虑在这里的克尔BH的超辐射不稳定性限制在镜状腔或在AdS空间，也触发了一个标量场与红细胞。这些边界条件是确保空腔/AdS空间是一个孤立系的最一般的边界条件，并且作为一种特殊情况，包括通常考虑的Dirichlet边界条件（DBC）。尽管某些红细胞的超辐射模式与DBCs的超辐射模式只有轻微的不同，但在这两种情况下，我们发现，当我们改变红细胞时，频率的虚部可以达到任意大的正值。我们将这种增长解释为当某些RBC被施加到镜状腔或AdS边界时，由两种受限几何形状的体积不稳定性引起的，而不是由BH的能量提取引起的，与BTZ行为类似。
2018-02-01 gr-qc hep-th
Superradiant instability of a massive scalar on the Kerr spacetime
研究了Kerr黑洞在大质量标量扰动下的超辐射不稳定性。当对大的$r$展开标量势$V_K(r)$时，我们得到一个势$V_i(r)$。用牛顿势$V_1(r)$和远区势$V_2(r)$研究超辐射不稳定性，用$V_3(r)$研究中性粒子绕Kerr黑洞运动时的测地线势$V_{gK}(r)$.因此，采用$V_{gK}(r)$来固定分离常数。通过对牛顿势$V_1(r)$和由$V_2(r)$得到的远区波函数的分析，得到了Kerr黑洞中陷阱阱具有准束缚态的条件.另一个条件，没有陷阱阱（一个微小的井）被发现产生一个渐近的束缚态。最后，我们讨论了势阱位于渐近区的超轻玻色子。
2022-07-03 gr-qc hep-th
Superradiant instability of the Kerr brane
我们考虑克尔膜的线性引力扰动，四维以上真空爱因斯坦方程的精确解和弦论的低能解。通过对横向Ricci平坦空间张量调和函数中的扰动进行分解，证明了Kerr膜的张量型和矢量型度量扰动分别满足四维Kerr空间上的质量Klein-Gordon方程和Proca方程，其中质量项与调和函数的本征值成正比.在克尔黑洞中，大质量玻色子场引发了一种著名的超辐射不稳定性。因此，我们建立了在$D\geq6$维的克尔膜是引力不稳定的，由于超辐射。这些解对于Gregory-Laflamme不稳定性来说也是不稳定的，我们讨论了两种不稳定性发生的条件以及它们相当不同的性质。当横向维度被紧化并且比克尔视界小得多时，只存在超辐射不稳定性，其时间尺度比动力学时间尺度长得多。利用四维黑洞线性微扰研究的最新进展，我们的形式也可以用来讨论其他类型的高维黑天体。
2015-07-25 gr-qc hep-th
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
Superradiant instability of charged massive scalar field in Kerr-Newman-anti-de Sitter black hole
研究了Kerr-Newman-anti-de Sitter黑洞背景下带电大质量标量场的超辐射不稳定性。利用渐近匹配技术解析求解Klein-Gordon方程，证明了在超辐射区，准正规频率的复数部分为正。由于计算是在小黑洞的近似下进行的，结果表明小Kerr-Newman-anti-de Sitter黑洞对带小电荷的大质量标量场扰动是不稳定的.
2012-07-07 gr-qc hep-th
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
Superradiant instability of Kerr-de Sitter black holes in scalar-tensor theory
本文详细研究了标量张量引力中超辐射导致Kerr-de Sitter黑洞不稳定性的机制。我们的结果为研究具有宇宙学常数的天体物理黑洞中的标量张量引力提供了更多的线索。我们还讨论了在deSitter背景下的自发标量化，发现这种不稳定性也可以以一种特殊的形式发生在球形deSitter位形中。
2014-07-17 gr-qc hep-th
Matter around Kerr black holes in scalar-tensor theories: scalarization and superradiant instability
在标量-张量引力理论中，在电真空中静止的、渐近平坦的黑洞可以用克尔-纽曼解族来描述，就像在广义相对论中一样。我们发现，存在两种机制，可以使克尔黑洞不稳定时，物质存在于附近的黑洞，因为这会导致有效质量的标量。第一种机制是当有效质量平方为负时出现的快子不稳定性，引发标量头发的发展-“自发标量化”的黑洞版本。第二种不稳定性与超辐射有关，当有效质量的平方为正值，并且当黑洞自旋超过某个阈值时，就会出现这种不稳定性。第二种机制也是标量波超辐射散射的共振效应的原因，其放大因子高达10^5或更高。
2014-01-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Superradiant stability of the Kerr black holes
研究了Kerr黑洞与大质量标量微扰系统的超辐射稳定性。以前证明了当$μ\geq \sqrt{2}mΩ_H$，其中$μ$是标量的固有质量，$m$是标量模的方位角数，$Ω_H$是Kerr黑洞视界的角速度时，该系统是超辐射稳定的.我们的研究是对这一结果的补充。我们解析地证明了在补参数区域$μ<\sqrt{2}mΩ_H$中，当标量微扰和Kerr黑洞的参数满足两个简单的不等式$ω<\fracμ{\sqrt{2}}$，~ $\frac{r_-}{r_+}<0.802$时，系统也是超辐射稳定的.
2019-10-08 gr-qc
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
Analytic treatment of the system of a Kerr-Newman black hole and a charged massive scalar field
已知带电旋转的克尔-纽曼黑洞对于带电大质量玻色子场的扰动是超辐射不稳定的，该玻色子场的固有频率位于有界区域$0 < ω< \text{min} \{ω_{\text{c}} \equiv m Ω_{\text{H}} + qΦ_{\text{H}},μ\}$ [这里$\{Ω_{\text{H}}, Φ_{\text{H}}\}$分别是克尔-纽曼黑洞的角速度和电势，而$\{m,q,μ\}$分别是场的方位调和指数、电荷耦合常数和固有质量]。本文研究了近极值Kerr-Newman黑洞时空中线性化带电质量标量场的复共振谱。有趣的是，它表明，在超辐射放大的临界频率$ω_{\text{c}}$和程函大质量制度，爆炸标量场的超辐射不稳定性增长率的特点是由一个非平凡的（非单调）的无量纲的电荷质量比$q/μ$的依赖。特别地，对于给定的中心Kerr-Newman黑洞的参数$\{M,Q, J\}$，我们解析地确定了爆炸标量场的最佳荷质比$q/μ$，使组合Kerr-Newman黑洞带电质量标量场系统的超辐射不稳定性增长率{ \it}最大化.
2016-09-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Onset of superradiant instabilities in the composed Kerr-black-hole-mirror bomb
Press和Teukolsky首先指出，由一个被反射镜包围的旋转克尔黑洞组成的系统可能会产生不稳定性。导致这些指数增长的不稳定性发展的物理机制是限制在黑洞和镜子之间的玻色子场的超辐射放大。这个复合黑洞-镜场系统的一个显著特征是存在一个临界镜半径$r^{\text{stat}}_{\text{m}}$，它支持{ \it平稳}（边缘稳定）场组态。这一关键（“静止”）镜半径标志着稳定和不稳定的黑洞镜场配置之间的界限：约束镜位于$r_{\text{m}}<r^{\text{stat}}_{\text{m}}$区域的组合系统是稳定的（即，受限场的所有模式随时间衰减），而其受限镜位于区域$r_{\text{m}}>r^{\text{stat}}_{\text{m}}$中的组合系统是不稳定的（即，存在随时间指数增长的受限场模式）。在本文中，我们探讨这个临界（边缘稳定）之间的边界稳定和爆炸黑洞镜场配置。结果表明，在快速旋转的黑洞的极限情况下，能从自旋Kerr黑洞中提取转动能的约束镜的最内半径（{ \it最小}）接近于黑洞的视界半径.我们发现，特别是，这一临界镜半径（这标志着在组成系统的超辐射不稳定性的开始）与黑洞温度呈线性比例。
2014-12-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The superradiant stability of Kerr-Newman black holes
本文通过引入Kerr黑洞y的条件，讨论了Kerr-Newman黑洞的超辐射稳定性。此外，将Kerr-Newman黑洞中最小耦合标量微扰的运动方程分为角向和径向两部分。Hod证明了当质量为\cite{12}时，Kerr黑洞在大质量标量扰动下是超辐射稳定的，其中$μ$为质量.在本文中，这里添加了一个新的变量y，以扩展上述文章的结果。当$\sqrt{2(a^2+Q^2)}/{r^2_+}< ω< m\varOmega_H+q\varPhi_H$，特别是$μ\ge \sqrt{2}(m\varOmega_H+q\varPhi_H)$时，因此Kerr-Newman黑洞当时是超辐射稳定的。
2022-07-23 gr-qc
The superradiant instability spectrum of the hydrodynamic vortex model
本文解析研究了流体动力学涡旋模型的超辐射不稳定性，推导出表征其声学模式长波长动力学的复共振频率的紧凑解析公式。
2023-12-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasibound states of massive scalar around the Kerr black hole
在这项工作中，我们获得了克尔黑洞周围的大质量标量的准束缚态。在Kerr黑洞周围传播的大质量标量通过俘获阱或微阱诱导出远区势，在远区产生共振峰或束缚态。前者代表超辐射不稳定性，而后者可以通过正的$ω_I$来调节超辐射不稳定性。如果标量的能量真的在一个小井周围量子化，那么超轻玻色子可以用类似氢的束缚态来表示，当考虑超辐射不稳定性时，就会产生引力原子。如果外视界外没有阱，则它们的远区波函数代表没有节点的纯束缚态。最后，我们区分超辐射不稳定性和稳定性。
2022-08-31 gr-qc hep-th
Onset of superradiant instabilities in rotating spacetimes of exotic compact objects
奇异的紧致物体，具有反射性质的无视界时空，已经被一些量子引力模型有趣地认为是经典黑洞时空的替代物。具有反射边界条件的自旋无水平致密天体的一个显著特征是存在一组{ \it离散}的临界表面半径$\{r_{\text{c}}({\bar a};n)\}^{n=\infty}_{n=1}$，它可以支持空间规则的静态（{ \it边缘稳定}）标量场组态（这里${\bar a}\equiv J/M^2$是奇异致密天体的无量纲角动量）。有趣的是，最外面的临界半径$r^{\text{max}}_{\text{c}}\equiv \text{max}_n\{r_{\text{c}}({\bar a};n)\}$标志着稳定和不稳定的外来紧凑对象之间的边界：自旋对象的反射表面位于区域$r_{\text{c}}>r^{\text{max}}_{\text{c}}({\bar a})$是稳定的，而自旋对象的反射表面位于区域$r_{\text{c}}<r^{\text{max}}_{\text{c}}({\bar a})$是超辐射不稳定的标量扰动模式。在本论文中，我们使用分析技术，以探讨临界（边际稳定）自旋外来紧凑对象的物理特性。特别地，我们推导出一个非常紧凑的{ \it解析}公式的离散谱$\{r^{\text{max}}_{\text{c}}({\bar a})\}$的临界半径的边缘稳定的奇异紧凑对象的特点。…
2017-04-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superradiant instability of large radius doubly spinning black rings
我们指出，沿S^1和S^2方向旋转的5D大半径双自旋黑环具有鲁棒不稳定性。它由超辐射束缚态模式触发。沿着环的模式的Kaluza-Klein动量负责束缚态。黑弦和黑膜中的这种不稳定性首先由Marolf和Palmer提出，并由Cardoso，Lemos和Yoshida详细研究。我们在黑环背景中找到了这种不稳定性的频谱和时间尺度，并表明它在沿S^2大旋转的大半径环中是活跃的。我们确定的不稳定性的端点，并认为它提供了一个动力学机制，引入了一个上限的旋转的黑环。为了估计上限，我们使用最近的黑环模型的Hovdebo和迈尔斯，与一个小的扩展，以适应额外的小角动量。这个动力学界可以小于由视界处的正则性所施加的类克尔界。最近，高维黑环的存在性被证实。它们将对该机制保持稳定。
2006-06-19 gr-qc hep-th
Analytic study of superradiant stability of Kerr-Newman black holes under charged massive scalar perturbation
研究了带电质量标量扰动下Kerr-Newman黑洞的超辐射稳定性。我们把黑洞作为背景几何，研究了标量微扰的运动方程。从径向运动方程出发，导出标量微扰所经历的有效势。通过对这个有效势的分析，发现当Kerr-Newman黑洞的内外视界满足$\frac{r_-}{r_+}\leqslant\frac{1}{3}$，标量扰动与黑洞的荷质比满足$ \frac{q}{μ}\frac{Q}{ M}>1 $时，Kerr-Newman黑洞与标量扰动系统是超辐射稳定的.
2021-01-06 gr-qc
Exact Regions of Superradiant Instability of Kerr-Newman Black Holes and Massive Scalar Fields
National Institute of Physics, University of the Philippines Diliman（菲律宾大学迪利曼分校国立物理研究所）
使用VBK方法精确确定了Kerr-Newman黑洞与有质量带电标量场相互作用的超辐射不稳定性参数区域，给出了不稳定边界和增长率的解析表达式。
2026-07-03 gr-qc hep-th
Asymptotic completeness for superradiant Klein-Gordon equations and applications to the De Sitter Kerr metric
证明了一类超辐射Klein-Gordon方程的渐近完备性。我们的结果被应用到Klein-Gordon方程的De Sitter Kerr度规与小角动量的黑洞。对于这个方程，我们得到了场的固定角动量的渐近完备性。
2014-05-21 gr-qc math-ph math.AP
Spinning Kerr black holes with stationary massive scalar clouds: The large-coupling regime
本文研究了与自旋克尔黑洞线性耦合的静态大质量标量场的Klein-Gordon波动方程。特别地，利用WKB近似，我们导出了描述大耦合区$Mμ\gg1$（这里$M$和$μ$分别是中心黑洞的质量和标量场的本征质量）中静态组合Kerr黑洞质量标量场组态的标量场质量离散谱的一个简洁公式.我们确认我们的解析推导公式的克尔标量场质谱的数值数据，最近出现在文献中。
2016-11-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Black Hole Superradiance From Kerr/CFT
具有频率和角动量（ω，m）的标量场被具有质量和自旋（M，J）的近极端Kerr黑洞的超辐射散射是七十年代由Starobinsky，Churilov，Press和Teukolsky导出的。在本文中，我们证明了当频率标度到超辐射边界时，散射振幅对（ω，m，M，J）的全函数依赖性可以由对偶二维共形场论精确地再现，其中黑洞对应于特定的热态，而标量场对应于特定的算符.这一惊人的一致性证实了克尔与CFT之间的一个明确的对应关系。
2009-07-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Analysis and research on superradiant stability of Kerr-sen Black Hole
本研究针对Kerr Sen黑洞的超辐射稳定性问题，引入额外变量y推广已有结论，明确了微扰频率的特定范围下该黑洞具备超辐射稳定性，其特性与KN黑洞的超辐射特征相似。
2025-08-01 gr-qc
Superradiant stability of the Kerr black hole
本文用代数方法证明Kerr黑洞在互补参数区域对特定标量扰动的稳定性，补充了Hod的结果，为超辐射稳定条件提供新证据。
2023-12-25 gr-qc
Maxwell perturbations on Kerr-anti-de Sitter: quasinormal modes, superradiant instabilities and vector clouds
Kerr-anti-de Sitter（Kerr-AdS）黑洞的标量和引力扰动已经在文献中得到了讨论，并显示出丰富的现象学。在本文中，我们完成了玻色子场的分析在此背景下，通过研究麦克斯韦微扰，重点是超辐射不稳定性和矢量云。为此，我们数值求解Teukolsky方程，施加我们在\cite{Wang:2015goa}中提出的径向Teukolsky方程的边界条件。正如其中所发现的，两个罗宾边界条件可以施加到麦克斯韦场的克尔-AdS黑洞，其中之一产生了一组新的准正规模式，甚至Schwarzschild-AdS黑洞。在这里，我们表明这些不同的边界条件产生两组不同的超辐射模式。有趣的是，“新模式”在更大的参数空间中可能不稳定。然后，我们研究静止的麦克斯韦云，存在于超辐射不稳定性的阈值，与两个罗宾边界条件。这些云，在线性水平上得到的，表明存在一个新的家庭的黑洞解在非线性水平上，在Einstein-Maxwell-AdS系统，从克尔-纽曼-AdS家庭的分支。作为与Maxwell云的比较，我们还研究了Kerr-AdS黑洞上的标量云，结果表明，存在对标量模稳定的Kerr-AdS黑洞，但对矢量模不稳定，且具有相同的“量子数“.
2015-12-07 gr-qc hep-th math-ph
Highly relativistic circular orbits of spinning particle in the Kerr field
考虑了Kerr背景下的Mathisson-Papapetrou方程。研究了在这种背景下自旋粒子的高度相对论性平面圆轨道的存在区域以及粒子的洛伦兹$γ$因子与其自旋和径向坐标的关系。结果表明，与无自旋粒子的高度相对论性圆轨道相反，自旋粒子的相应轨道在更宽的空间区域内是允许的。这些轨道中的一些显示了自旋-引力耦合对粒子的显著吸引作用，而另一些则是由显著排斥作用引起的。给出了电子、质子和中微子在黑洞引力场中的数值估计。
2013-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superradiant Instability and Backreaction of Massive Vector Fields around Kerr Black Holes
我们研究的增长和饱和的超辐射不稳定性的复杂，大质量的矢量（Proca）场，因为它提取的能量和角动量从旋转的黑洞，使用数值解的完整的爱因斯坦Proca方程。我们集中在一个快速旋转的黑洞（$a=0.99$）和占主导地位的$m=1$方位角模式的Proca场，与实部和虚部的字段选择产生一个轴对称的应力-能量张量，因此，时空。我们发现超过$9\%$的黑洞的质量可以转移到场中。在所有研究的情况下，当黑洞的视界频率降低到与黑洞周围自发形成的Proca云的频率相匹配时，超辐射不稳定性平稳地饱和。
2017-06-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Extremal rotating black holes, scalar perturbation and superradiant stability
由于超辐射模的存在，（带电）旋转黑洞在（带电）质量标量场扰动下可能是不稳定的。稳定性取决于系统的参数。本文研究了四维极值Kerr和Kerr-Newman黑洞在有质量和荷质量标量扰动下的超辐射稳定参数空间。对于极端Kerr情形，当标量扰动的角频率和固有质量满足不等式$ω<μ/\sqrt{3}$时，极端Kerr黑洞和标量扰动系统是超辐射稳定的.对于Kerr-Newman黑洞，当标量扰动的角频率满足$ω<qQ/M$，黑洞与标量扰动的质荷比乘积满足$\fracμ{q}\frac{M}{Q} > \frac{\sqrt{3 k^2+2} }{ \sqrt{k^2+2} },~k=\frac{a}{M}$时，极值Kerr-Newman黑洞在带电标量扰动下是超辐射稳定的.
2021-05-05 gr-qc
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
Effective stability against superradiance of Kerr black holes with synchronised hair
具有同步毛发的克尔黑洞[arXiv：1403.2757，arXiv：1603.02687]是无毛发猜想的反例，在广义相对论中，它与服从所有能量条件的简单物质场（质量为$μ$）最小耦合。由于这些解像克尔一样有一个能区，所以它们一直有可能受到超辐射不稳定性的影响，这与克尔导致它们动力学形成的过程相同。最近的一项突破[arXiv：1711.08464]证实了这种不稳定性，并计算了解决方案样本的相应时间尺度。我们讨论如何这些结果和其他观测支持两个结论：$1)$从克尔极限开始，头发的增加固定耦合$μM$（其中$M$是BH质量）增加的时间尺度的不稳定性; $2)$有头发的解决方案，这个时间尺度，天体物理学黑洞质量，大于宇宙的年龄。后一个结论引入了有限的、但与物理相关的有效稳定性概念。前一个结论，使我们能够确定一个天体物理上可行的域，这种有效稳定的毛茸茸的黑洞，发生，保守，为$Mμ\lesssim 0.25$。这些是动态形成的多毛黑洞，从克尔的超辐射不稳定性，在天体物理时间尺度内，但其自身的超辐射不稳定性只发生在宇宙学时间尺度内。
2018-04-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Comment on "Superradiant stability of the Kerr black holes" (arXiv:1907.09118)
Guangzhou University（广州大学）
该文对Kerr黑洞的超辐射稳定性进行评论，通过分析多项式系数改进了稳定性条件，扩大了稳定区域并收紧了快速旋转黑洞的稳定性边界。
2026-01-16 gr-qc
Scalar clouds and the superradiant instability regime of Kerr-Newman black hole
本文研究了由大质量带电标量场与带电旋转Kerr-Newman黑洞线性耦合组成的物理系统。给定黑洞的参数和一组特定的“量子”数，用3条简单的约束线和标量云存在线将标量场的参数空间划分为5个分区。在这些分区的系统的物理性质。结果表明，超辐射不稳定性可能只在两个分区中产生。特别是，它示出的标量云的质量和电荷都有界在一个有限的区域。我们的结果可用于快速判断超辐射不稳定性的可能性和黑洞周围标量云的存在。
2016-06-28 gr-qc
Bounds on the mass of superradiantly unstable scalar fields around Kerr black holes
本文利用连分数方法数值计算了克尔黑洞中超辐射不稳定标量场的质量上限，发现其随角动量数增大而趋近已知最严格解析界，并给出了随自旋参数变化的高精度解析拟合公式，对天体物理中超辐射观测研究具有重要意义。
2024-05-06 astro-ph.HE gr-qc
Massive Boson Superradiant Instability of Black Holes: Nonlinear Growth, Saturation, and Gravitational Radiation
在完全广义相对论中，我们研究了大质量玻色子在旋转黑洞周围的超辐射不稳定性，而没有假设空间对称性。我们专注于一个快速旋转的黑洞的情况下，在一个矢量玻色子的康普顿波长可比的黑洞半径，这是相对论效应最大化的制度。我们跟踪玻色子云的增长，通过超辐射进入非线性区域，因为它旋转到黑洞，达到最大能量，并开始通过引力波的发射消散。我们发现，超辐射不稳定性可以有效地转换成引力辐射的黑洞的旋转能量的显着的一部分。
2018-09-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
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
Kerr Spinning Particle, Strings, and Superparticle Models
本文考虑克尔自旋粒子和超粒子的组合模型。克尔几何的结构以一种复杂的形式呈现为由一个复杂的源产生。一个自然的超一般化的建设得到对应于一个复杂的“supersuspension”。通过对Kerr和Kerr-Sen解的超位移，我们得到了超对称破缺的非线性实现的超引力黑洞的度规.
1998-02-02 gr-qc hep-th
Numerical investigation of plasma-driven superradiant instabilities
在等离子体中传播的光子获得有效质量$μ$，其由等离子体频率给出并且与等离子体密度的平方根成比例。正如康伦和赫代罗之前所指出的，对于电子数密度$n_e\sim 10^{-3}$ cm $^{-3}$（例如在星际介质中测量的那些），等离子体诱导的有效质量是$μ\sim 10^{-12}$ eV。这将导致几十个太阳质量的旋转黑洞的超辐射不稳定性。这幅图的一个明显问题是，由于吸积作用，黑洞附近的密度比星际介质中的密度高得多。为了模拟吸积效应，我们对旋转的黑洞中的超辐射不稳定性进行了数值模拟，等离子体的密度随着离黑洞的距离的增加而增加。虽然我们证实，超辐射不稳定性出现的等离子体密度足够低的黑洞附近，我们发现，天体物理现实的吸积盘是不可能触发这样的不稳定性。
2020-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Massive Scalar Perturbation of Extremal Rotating Braneworld Black hole: Superradiant Stability Analysis
分析了膜世界极值Kerr和Kerr-Newman黑洞在大质量标量扰动下的超辐射稳定性。这些黑洞解与四维黑洞解的不同之处在于潮汐电荷的存在，潮汐电荷与电荷不同，可以取正值和负值，并带有额外维度的特征。我们考虑有质量标量场对膜几何的扰动。从标量场的径向运动方程出发，求出了标量场感受到的有效势。对于超辐射稳定性，视界之外不应该有任何有效势阱。利用这个条件，我们确定了超辐射稳定性的参数空间，它依赖于黑洞和微扰的参数。在Kerr-like极值膜世界黑洞的情况下，我们得到了在大质量标量扰动下超辐射稳定性的潮荷界。类似地，对于慢旋转的Kerr-Newman类极端膜世界黑洞，我们得到了黑洞与标量场的质荷比乘积的一个下界，使得系统是超辐射稳定的.
2021-09-01 gr-qc
Orientifold D-String in the Source of the Kerr Spinning Particle
基于Kerr-Newman解的自旋粒子模型，|a}>>m，进行了讨论。证明了Kerr奇异环可以看作是具有定向折叠世界单的弦。Orientifold给克尔环增加了一个额外的特殊点，即世界单宇称算子的不动点。结果表明，Kerr弦代表了一种新型的弦解，它是一个两端相连的开D弦，两端沿Kerr环作类光的圆周运动。
2003-09-01 gr-qc hep-th
Superradiant instabilities by accretion disks in scalar-tensor theories
我们研究了标量张量引力理论中的超辐射不稳定性，其中黑洞外的物质为引力扇区的标量自由度提供了有效质量。我们讨论了这种效果的任意旋转的黑洞和现实的模型截断薄和厚的吸积盘（其中的扰动方程是不可分离的），特别注意热日冕流在附近的黑洞的作用。该系统在性质上类似于广义相对论中等离子体驱动的超辐射不稳定性现象。尽管如此，我们表明，在广义相对论中阻碍等离子体驱动的超辐射不稳定性的效率的障碍可以绕过标量张量理论。我们发现了一个广泛的参数空间，超辐射不稳定性可以触发在现实的情况下，并讨论了标量张量理论施加这种影响的约束。特别是，我们认为，存在的高度旋转吸积黑洞是在紧张局势与一些标量张量的替代品的暗能量，例如屏蔽的介子模型。
2022-04-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Superradiant instability of black holes immersed in a magnetic field
旋转的黑洞周围的磁场可以限制辐射并引发超辐射不稳定性。为了研究这种效应，我们进行了第一次完全一致的线性分析的恩斯特时空，爱因斯坦-麦克斯韦方程组的精确解描述了一个黑洞沉浸在一个均匀的磁场$B$。在黑洞质量消失的极限，背景还原为临界稳定的梅尔文时空。事件视界的存在引入了一个小的耗散项，导致了一组长寿命或不稳定的模式。我们提供了一个简单的解释的模式频谱方面的一个小的完美的吸收体沉浸在一个封闭的盒子大小$\sim1/B$，并显示旋转触发超辐射不稳定性。通过研究磁化Kerr-Newman黑洞的标量扰动，我们能够确认和量化这种不稳定性的细节。不稳定的时间尺度可以是数量级短于与大规模玻色子场。这种不稳定性从事件视界提取角动量，与吸积竞争。这意味着强磁场为黑洞的自旋设定了一个上限。相反，对高速旋转的大质量黑洞的观测，对周围磁场的强度施加了内在的限制。我们讨论了天体物理的影响，我们的结果和恩斯特时空的局限性，以描述现实的天体物理配置。
2014-05-27 astro-ph.HE gr-qc hep-th
From Schwarzschild to Kerr: Generating spinning Einstein-maxwell fields from static fields
克尔解是由史瓦西解通过一个简单的组合的真正的全球坐标变换和不变性变换作用于空间的爱因斯坦-麦克斯韦方程组的定态解。同样的变换可以用来从任何静态的轴对称位形生成自旋场位形。我们说明了这一点，从连续家庭的Voorhees-Zipoy真空解决方案的家庭赋予质量，角动量，偶极磁矩和四极电矩的解决方案。
1997-10-23 gr-qc hep-th
Note on the Kerr Spinning-Particle Equations of Motion
California Institute of Technology（加州理工学院）
本文通过 Newman-Janis 算法的探测器 counterpart，揭示了 Kerr 黑洞在点粒子有效理论中引力动力学的自对偶性及引力 Compton 幅的旋量化特性。
2026-01-05 gr-qc hep-th
Numerical investigation of the dynamics of linear spin $s$ fields on a Kerr background II: Superradiant scattering
通过数值积分齐次Teukolsky主方程，在时域内研究了线性自旋$s=0,\pm 1,\pm 2$场在Kerr黑洞背景上的超辐射散射.应用的数值装置已经被用于研究旋转黑洞背景下电磁和度规扰动的长时间演化和尾部行为[arXiv：1905.09082v3]。为了有一个清晰的设置，初始数据被选择为紧凑的支持，而优化超辐射的初始数据的频率被微调。我们最重要的发现是，超辐射率强烈依赖于初始数据的（紧）支持和ergoregion的相对位置。当它们被很好地分离时，那么只有适度的--在$s=0$标量场的情况下--超辐射可以忽略不计，而当初始数据的支持和能区重叠时，它可以被显著放大。
2021-04-23 gr-qc
Instabilities of Kerr-AdS_5 x S^5 Spacetime
本文研究了具有等角动量的Kerr-AdS_5 × S^5时空的引力微扰。在这个时空中，我们发现了两种经典不稳定性，超辐射不稳定性和Gregory-Laflamme不稳定性。超辐射不稳定性是由超辐射引起的波放大和由于AdS时空的势垒引起的波反射引起的。格雷戈里-拉弗拉姆不稳定性出现在内部空间S^5的卡鲁扎-克莱因模中，破坏了对称性SO（6）。考虑到这些不稳定性，我们揭示了Kerr-AdS_5 x S^5时空的相结构。AdS/CFT对应的含义进行了讨论。
2008-12-03 gr-qc hep-th
Axion corrections to photon superradiant scattering by Kerr black holes
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分区分院，中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe, University of Chinese Academy of Sciences（太极引力波宇宙实验室，中国科学院大学）
本文研究轴子-光子耦合对Kerr黑洞光子超辐射散射的修正，区分辐射与亚阈值两种情形，发现轴子可抑制或增强光子放大，取决于轴子模式是否满足超辐射条件。
2026-10-01 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
Renormalization by gravity and the Kerr spinning particle
在Kerr自旋粒子的基础上，我们证明了对于任意分布的源物质，质量重整化在引力作用下是完美的。一个光滑的正则化的Kerr-Newman的解决方案被认为是，导致一个源的形式的旋转袋充满了假真空。它示出，重力控制相变到袋内的AdS或dS假真空状态，提供质量平衡。
2006-06-22 gr-qc hep-th quant-ph
Effects of magnetic fields on spinning test particles orbiting Kerr-Bertotti-Robinson black holes
本文利用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程研究绕Kerr-Bertotti-Robinson黑洞的旋转测试粒子，发现磁场显著影响粒子轨迹，且增强磁场需增加轨道角动量以维持轨道。
2025-10-09 gr-qc hep-th
Thermodynamics of a Sufficient Small Singly Spinning Kerr-AdS Black Hole
本文分析了单自旋Kerr-AdS黑洞的热力学性质。由于黑洞足够小，它的温度会很高，所以我们不能忽略热涨落的影响。我们将证明这些热涨落通过对数修正项修正了单自旋Kerr-AdS黑洞的熵。我们将分析对数修正对这个黑洞其他热力学性质的影响，并分析这样一个黑洞的稳定性。我们将观察到，当黑洞的尺寸足够小时，这种形式的修正变得很重要。我们也将分析这些热涨落对这种黑洞临界现象的影响。
2016-11-01 gr-qc hep-th
Timescale for trans-Planckian collisions in Kerr spacetime
对极Kerr黑洞和超自旋Kerr奇点周围的超高能粒子碰撞进行了比较，主要讨论了碰撞的时间尺度问题.我们证明了两个质子质量的大质量粒子或两个GeV能量的无质量粒子在普朗克能量的克尔黑洞周围碰撞所需的时间比天体物理相关质量的黑洞的宇宙年龄长几个数量级，而在过度旋转的情况下所需的时间是一千万年的数量级，这比宇宙的年龄要短得多。因此，从观测普朗克尺度碰撞的角度来看，超自旋克尔几何，受其发生，有明显的优势，超过他们的黑洞同行。
2015-05-15 astro-ph.HE gr-qc hep-th
