Can Schwarzschild Black Holes Be Accelerators of Spinning Massive Particles?
我们知道，两个遵循测地线的大质量粒子围绕黑洞碰撞的质心能量呈现极大值。当黑洞被赋予自旋时，最大能量增加，对于最大旋转的黑洞，这种能量会爆炸，原则上，提供了一个独特的基础物理探测器。这项工作扩展了后者的研究，认为碰撞粒子具有内在的角动量（自旋），描述了汉森-雷吉-霍曼理论的自旋粒子。通过分析自旋粒子在非旋转黑洞周围的平面轨迹，发现不变量碰撞能显著增加，并讨论了径向转向点、因果约束和理论的局限性.
2016-03-14 gr-qc hep-ph
Schwarzschild black hole surrounded by quintessential matter field as an accelerator for spinning particles
研究了在经典物质场（SBHQ）包围下的Schwarzschild黑洞背景中，两个内禀自旋为非零的大质量粒子在赤道平面内的碰撞.对于典型的物质状态方程（EOS）参数，我们假设三个不同的值。它表明，对于事件视界外的碰撞，但非常接近它，质心能量（$E_{\rm CM}$）可以增长没有约束，如果恰好有一个碰撞粒子是我们所说的近临界，即，如果它的运动常数被微调，使得它的四动量的时间分量在视界处变得非常小。在所有其他情况下，如果我们遵守粒子自旋的默勒极限，则$E_{\rm CM}$只在视界后面发散。我们还讨论了径向转向点和约束所造成的要求的自旋粒子的亚光速运动。
2020-09-16 gr-qc
Schwarzschild Field with Maximal Acceleration Corrections
我们考虑一个模型，在该模型中，加速粒子的经验线元素与最大的加速度修正。当应用于史瓦西度规时，加速试验粒子所经历的有效场包含在极限$\hbar\to 0$中消失的修正，但在其他方面对物质的行为有很大影响。一种新的效应以球壳的形式出现，在史瓦西球的外部，经典粒子无法穿透。
1999-12-21 gr-qc
Null integrability and photon phenomenology in the accelerated Schwarzschild black hole
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（佩里蒙特理论物理研究所）；Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM), University of Bremen（不莱梅大学应用空间技术与微重力中心）
通过C度规分析加速史瓦西黑洞的零测地线，利用Weierstrass椭圆函数得到封闭解，揭示了加速度破坏赤道对称性并产生固定光子锥，推导了阴影半径与加速度的关系。
2026-06-17 gr-qc hep-th
Optical analogue of the Schwarzschild-Planck metric
我们重新审视加速镜的轨迹和时空度规之间的联系。我们提出了一般的（1+1）D有效度规，可以通过克尔效应与光纤模拟获得。然后，我们介绍了一个新的加速镜和光学度规之间的联系。特别是，我们将它们连接到两个特定的轨迹：第一个是完美再现施瓦兹柴尔德时空的黑镜。第二个是史瓦西-普朗克度规，它是史瓦西情形的正则化版本。正则化依赖于在光纤模拟系统中具有清晰物理解释的长度尺度。我们研究了这些新的模拟度规的几何性质和产生的霍金辐射。
2021-12-01 gr-qc
Relativistic Tidal Accelerations in the Exterior Schwarzschild Spacetime
我们进一步研究了引力坍缩位形附近自由试验粒子获取潮汐能的广义相对论机制。具体地说，我们研究了类时测地线方程在费米法向坐标系中的解，该坐标系是关于在空间上保持静止的外史瓦西时空中的加速观测者的世界线建立的。这样的静态观察者实际上定义了塌陷源的静止框架。潮汐能的增加是由于局部时空曲率。以前在这个方向上的工作与天体物理喷流有关，涉及沿着克尔旋转轴的测地线运动，其中向外运动的粒子可以被潮汐加速到几乎光速，如果它们的初始速度（由参考观测者测量）超过一定的阈值逃逸速度。为了简单起见，我们把重点放在外部史瓦西时空上，并表明在某些径向向外的方向上，测地线运动可以发生接近光速的有效潮汐加速度。这些结果的物理引力坍缩系统的影响进行了简要的讨论。
2021-03-31 astro-ph.HE gr-qc
A Scenario for Strong Gravity in Particle Physics: An alternative mechanism for black holes to appear at accelerator experiments
提出了引力相互作用明显减弱的另一个原因，并研究了它对史瓦西黑洞霍金蒸发的影响。从一些基本的热力学观测出发，一个简单的分析公式预测，蒸发黑洞将经历一种类型的相变，导致各种长寿的量子化对象的合理大小，正常的热力学性质和固有的对偶性特征。对粒子物理学的影响进行了探讨，并预测可能在LHC实验证实的情况。
2009-05-11 gr-qc hep-th
Charged spinning black holes as accelerators of spinning particles
众所周知，有些黑洞可以作为无自旋粒子的加速器。近年来，在Schwarzschild和Kerr黑洞的背景下，有一些研究两个自旋粒子碰撞的工作，证明了{测试粒子的质心能量与自旋有关}。在本文中，我们将结果推广到一些更一般的情况。我们把克尔-纽曼黑洞看作是自旋粒子的加速器。我们导出了自旋粒子的质心能量，并用数值方法研究了黑洞和自旋粒子的性质对质心能量的影响。
2016-11-29 gr-qc hep-th
Entropy of Schwarzschild Black Holes on DGP Brane
研究了DGP膜上Schwarzschild黑洞的熵。用数值方法得到了DGP膜上事件视界的半径。它在常规分支中小于爱因斯坦引力，而在加速分支中大于爱因斯坦引力。不过，差别很小。用改进的brick-wall方法计算了黑洞的熵。
2007-11-02 gr-qc
Spacetime noncommutative effect on black hole as particle accelerators
研究了时空非对易对黑洞的粒子加速器效应，发现当非对易Kerr黑洞恰好是极值时，从无穷远以零速度下落的粒子不能与自由能碰撞.结果还表明，自旋黑洞的质量越大，粒子获得的质心能量越高。对于中小非对易Schwarzschild黑洞，碰撞能量依赖于黑洞的质量.
2013-01-08 gr-qc
Do static sources respond to massive scalar particles from the Hawking radiation as uniformly accelerated ones do in the inertial vacuum?
我们重新审视最近发现的等效的静态标量源与{ \em无质量} Klein-Gordon场相互作用的响应时，源是（i）静态的史瓦西时空中，在与霍金辐射的Unruh真空和（ii）均匀加速闵可夫斯基时空中，在惯性真空，提供源的固有加速度是相同的在这两种情况下。当无质量Klein-Gordon场被{ \em massive}场取代时，这种等价性被打破.
2002-11-13 gr-qc hep-th
Do static sources outside a Schwarzschild black hole radiate?
我们证明了由于霍金辐射的存在，耦合到史瓦西时空中的无质量标量场的静态源引起零能量粒子的发射和吸收。从共加速观测者的观点来看，这与均匀加速电荷对韧致辐射的描述完全类似。的源的响应率被发现符合闵可夫斯基时空作为其固有加速度的函数。这一结果可以看作是霍金效应对等效原理的恢复。
1996-10-08 gr-qc
On the radiation field of a linearly accelerated charged particle in Born-Infeld theory
提出一种利用Schwarzschild视界与Rindler时空等价性及静电势定理的通用方法，求得Born-Infeld线性加速带电粒子的势与场，并解析和数值分析其辐射场与辐射反作用。
2024-05-15 gr-qc hep-th
Charged Dilation Black Holes as Particle Accelerators
研究了在带电膨胀黑洞视界附近中性粒子碰撞的质心系中任意高能量的可能性。我们证明了在膨胀黑洞的背景下，不需要对角动量参数进行微调就可以获得无穷大的能量。结果表明，在极端膨胀BH的无限红移面附近粒子碰撞的CM能量$({\cal E}_{cm})$是任意大的，而非极端带电膨胀BH的能量是有限的.我们还比较了极端Reissner-Nordstrøm（RN）BH和Schwarzschild BH的视界${\cal E}_{cm}$与ISCO（最内稳定圆轨道）和MBCO（边缘束缚圆轨道）。我们发现，对于极端RN BH的不等式成为${\cal E}_{cm}\mid_{r_{+}}>{\cal E}_{cm}\mid_{r_{mb}}> {\cal E}_{cm}\mid_{r_{ISCO}}$，即${\cal E}_{cm}\mid_{r_{+}=M}: {\cal E}_{cm}\mid_{r_{mb}=\left(\frac{3+\sqrt{5}}{2}\right)M} : {\cal E}_{cm}\mid_{r_{ISCO}=4M} =\infty : 3.23 : 2.6 $。而Schwarzschild BH的CM能量比为${\cal E}_{cm}\mid_{r_{+}=2M}: {\cal E}_{cm}\mid_{r_{mb}=4M} : {\cal E}_{cm}\mid…
2014-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Self force on an accelerated particle
我们计算了一般背景时空中加速点粒子（标量电荷、电荷或小引力质量）在加速（非测地线）轨道上运动的奇异场。使用模式和正则化方案，我们得到明确的表达式的自我力正则化参数。在电磁和引力的情况下，我们使用洛伦兹规范。这一工作扩展了Barack和Ori的工作，他们证明了在Schwarzschild时空中测地线运动的点粒子的正则化参数可以仅由模和中的前导项和次前导项来描述（通常称为$A$和$B$项），并且$\ell$中的所有高阶项在求和时消失（后来他们在Kerr [2]，[3]中显示了测地线运动的相同行为）。我们证明了这些性质是通用的点粒子运动通过任何光滑的时空沿任意（加速）轨迹。我们的重整化方案是基于，但不完全相同，奎因-沃尔德公理。当我们开发我们的方法，我们审查和扩展工作表明，在文献中使用的奇异场的不同定义是等价的，我们的方法。由于我们的方法不假设扰动粒子的测地线运动，我们能够使用我们的模式和形式主义，明确恢复一个众所周知的结果：在史瓦西黑洞附近的静态标量电荷的自作用力消失。
2014-04-28 gr-qc
Bound on Rindler trajectories in Black Hole spacetime
本文研究了静态球对称黑洞时空中的径向Rindler轨道。我们假设轨道在整个运动过程中保持线性均匀加速，在弯曲时空的勒托-弗伦内方程的推广意义上。对于史瓦西时空，我们得到了径向向内运动轨迹的加速度$|a|$的大小的一个界，它是根据黑洞的质量$M$，由$|a| \leq 1/(\sqrt{27} M)$给出的，对于一个特定的渐近初始数据$h$的选择，使得对于大于界值的加速度$|a|$，线性均匀加速的轨迹总是落入黑洞。对于满足该界的$|a|$，存在一个最小半径或最近距离使径向匀加速轨道逃逸回无穷远。然而，这个距离最近的方法被发现接近其最低值$r_b = 3M $，大于史瓦西半径的黑洞，当绑定，$|a| = 1/( \sqrt{27}M)$饱和。我们进一步表明，加速度，$ |a| \leq B(M,h)$和相应的距离最近的方法$r_{b} > 2M$的值的有限界总是存在的，所有有限的渐近初始数据$h$。
2019-03-27 gr-qc hep-th
String Black Holes as Particle Accelerators to Arbitrarily High Energy
我们证明了当两个不带电的粒子在近视界上从静止状态自由下落到无穷远处时，极端的Gibbons-Maeda-Garfinkle-Horowitz-Strominger黑洞可以作为一个具有任意高能量的粒子加速器.我们表明，碰撞的质心能量独立的碰撞粒子的角动量的极端微调。我们进一步证明了在ISCO（$r_{ISCO}$）或光子轨道（$r_{ph}$）或边缘束缚圆轨道（$r_{mb}$）（即在$r \equiv r_{ISCO}=r_{ph}=r_{mb}=2M$）上的粒子碰撞的质心能量对于上述时空可以是任意大的，这不同于Schwarzschild和Reissner-Nordstrøm时空。对于非极值GMGHS时空，CM能量是有限的，并且依赖于伸缩场（$ϕ_{0}$）的渐近值。
2014-03-25 gr-qc
Interaction of Hawking radiation with static sources outside a Schwarzschild black hole
证明了在Schwarzschild时空（Unruh真空）中静态源与无质量标量场的霍金辐射相互作用的响应率与在Minkowski时空（Minkowski真空）中具有相同本征加速度的匀加速源的响应率相等.我们证明了，如果用Hartle-Hawking真空代替Unruh真空，这个等式将不成立。证实了该源对视界附近的霍金辐射的响应就像它在闵可夫斯基时空中的一个具有相同温度的热浴中静止一样。同时也验证了在远离黑洞的相同温度下，Hartle-Hawking真空中的响应率接近于Minkowski时空中的响应率.最后，我们将我们的结果与文献中的其他结果进行了比较。
1998-06-24 gr-qc
Particles under radiation thrust in Schwarzschild space-time from a flux perpendicular to the equatorial plane
受黑洞周围的薄吸积盘的图像的启发，主要在垂直于其平面的方向上辐射，我们研究了测试粒子与起源于Schwarzschild时空的赤道平面并最初在垂直方向上传播的测试测地线辐射通量相互作用的运动。我们假设与测试粒子的相互作用是由一个有效的项对应的坡印廷-罗伯逊效应的泊松型相互作用。在充分近似单个光子的轨迹后，我们近似求解连续性方程，以找到一个一致的通量密度与某个合理的规定赤道轮廓。重力和辐射的综合效应在几个典型的图中得到了说明，这些图证实了粒子通常受到通量的强烈影响。特别是，他们都是准直和加速方向垂直的磁盘，但这种加速是不够的，以解释高度相对论流出一些黑洞盘源。然而，在提出结论意见中概述的进一步问题之前，该模式可以在若干方面加以改进。
2014-12-17 astro-ph.HE gr-qc
Some properties of accelerating observers in the Schwarzschild space
众所周知，观察者在接近行星时会被加速。因此，讨论史瓦西空间中加速观测器的性质是有意义的。为了简单起见，我们可以通过与Hawking效应和Unruh效应中的观察者的世界线相比较来构造这些观察者的世界线，它们的世界线在适当的坐标系中都是双曲曲线。我们在Kruskal坐标中定义了一个特殊的零超曲面之后就可以做了。我们的结果表明，这些加速观测者在我们的文件中定义的也可以检测到的辐射与Unruh效应的类比，虽然局部。此外，我们猜想，对于任何时空中的任何零超曲面，都可以找到相应的观测者，他们至少可以局部地探测到来自它的辐射。
2009-02-18 gr-qc
Horizon brightened accelerated radiation in the background of braneworld black holes
本文研究了膜世界黑洞背景下的视界增亮加速辐射现象，发现原子跃迁概率和HBAR熵均因潮汐电荷而获得修正，且HBAR波长偏离在质量接近Planck尺度时更为显著。
2023-11-22 gr-qc hep-ph hep-th
Influence of external magnetic fields on charged particle motion around a Schwarzschild-like black hole
研究了外部磁场中类Schwarzschild黑洞附近带电与中性粒子动力学，发现带电粒子ISCO更小且碰撞可产生无界能量，并应用相对论进动模型分析准周期振荡提供观测特征。
2025-06-29 gr-qc
Accelerated orbits in black hole fields: the static case
本文以史瓦西时空为背景，研究了具有结构的测试粒子的非测地线轨道。我们开发了一种形式主义，它允许人们认识到这些轨道的几何特征的Frenet-Serret参数，并将其应用到明确的情况下，作为那些空间圆形轨道，见证下相互作用的冲突类型的平衡。在我们的一般分析中，我们解决了运动方程，提供了一个详细的动态图像，并考虑了一个可能的天文设置。我们专注于某些模糊性困扰的解释的测量，防止识别的特定结构所携带的粒子。
2014-08-21 gr-qc
Accelerating boundary analog of a Kerr black hole
克尔时空的加速边界对应（即平坦的时空加速镜像轨迹）是从史瓦西极限（零角动量）到极端最大自旋情况（产生渐近均匀加速度）的一般公式推导出来的。贝塔波哥留波夫系数揭示了粒子谱是普朗克分布在较晚的时候，温度低于史瓦西黑洞，由于“弹性常数“的角动量模拟。量子应力张量表明，在与永恒的热平衡相一致的后期，能量通量不断地发射。
2020-06-02 gr-qc hep-th quant-ph
Wigner rotation via Fermi-Walker transport and relativistic EPR correlations in the Schwarzschild spacetime
通过旋量的费米-沃克输运，得到了史瓦西时空中作圆周运动的粒子的维格纳旋转角。然后，应用WKB近似，讨论了旋量的Fermi-Walker输运在相对论EPR关联中的一个可能的应用，表明关联粒子的自旋以类似于Terashima和Ueda [H. Terashima和M. Ueda，Phys.Rev.A { \bf 69}，032113（2004）]通过应用连续的无穷小洛伦兹变换。此外，从WKB方法，它也表明，违反的贝尔不等式的程度依赖于通过费米-沃克运输获得的维格纳旋转角。最后，在非相对论极限下讨论了时空几何和关联粒子加速运动的相对论效应。
2015-04-28 gr-qc quant-ph
Geodesic Structure of the Quantum-Corrected Schwarzschild Black Hole Surrounded by Quintessence
Kazakov和Solodukhin通过考虑背景度规的球对称量子涨落对时空的反作用，消除了史瓦西黑洞的奇异性。这个规则的史瓦西黑洞有一个球形的中心区域，半径为普朗克长度的数量级。另一方面，由于宇宙的正加速膨胀，似乎存在一种被称为暗能量的普遍排斥力。在量子场论的框架下，精粹场是研究和模拟暗能量的候选模型。相应地，通过考虑史瓦西黑洞背景中的精华物质场，基谢廖夫得到了这个被精华包围的黑洞的度规。结合这两种思想，本文研究了被精粹包围的量子校正Schwarzschild黑洞的零测地线和类时测地线结构。一般来说，这项研究指出，黑洞是量子引力的对象。我们将证明，宇宙的加速膨胀，而不是暗能量，是因为在这种设置中存在量子效应。另外，由于中心普朗克尺度球的存在，规则黑洞的内部结构在径向坐标上发生了移动。
2020-04-25 gr-qc hep-ph
Acceleration of string loops in the Schwarzschild-de Sitter geometry
本文研究了在Schwarzschild-de Sitter黑洞场中，由外部张力势垒和内部角动量势垒控制的载流弦环的加速度。我们把注意力限制在能量足够高的弦环的轴对称运动上，当弦环可以克服引力并逃逸到无穷远时。我们证明了弦环可以在黑洞视界附近散射，弦振动的能量可以有效地转化为它们的线性运动的能量。这种嬗变效应可能代表活动星系核和微类星体中喷流的加速。我们给出的条件限制的能量可转换成射流运动。令人惊讶的是，我们能够表明，弦循环从休息可以加速到速度v \simc，即使在史瓦西黑洞，如果他们的角动量参数足够低。这样的环可以解释在一些类星体和活动星系核中观察到的高度相对论性喷流。宇宙排斥力在所谓的静态半径之后变得很重要，它将弦圈的线性运动加速到速度v=c，这个速度在史瓦西-德西特时空的宇宙视界处达到，与弦的角动量参数无关。
2012-06-25 gr-qc
Effect of Accelerated Global Expansion on Bending of Light
2007年，林德勒和伊沙克证明，与之前的观点相反，在膨胀的宇宙中，宇宙学常数的值确实对引力物体的光偏转有影响。在本文中，我们考虑在宇宙学背景中具有变化膨胀率$H(t)$的引力物体的更一般情况下的光弯曲。我们数值计算零测地线表示的光线被一个黑洞在一个加速的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙中偏转，由McVittie度规建模。保持观察者到透镜物体和源的距离值不变，我们绘制了在这个时空中由两组不同的观察者测量的弯曲角对$H(t)$变化率的依赖关系。
2016-06-01 astro-ph.CO gr-qc
Fermat's Principle in Curved Space-time, No Emission from Schwarzschild Black Holes as Total Internal Reflection and Black Hole Unruh effect
利用弯曲时空中的费马原理和定常型度规，我们得到了光速作为空间坐标的函数，从而得到了相应的折射率。整个区域与空间相关的重力被划分成一些重叠的透明折射介质具有不同的折射率。折射率随引力场的增大而增大。因此，利用折射定律，我们解释了光的引力弯曲。进一步利用光从稠密介质到稀疏介质的全内反射的传统思想，在本方案中，它是光从超强引力场区域传播到相对较弱的引力场区域，我们提出了一种替代方法，从经典史瓦西黑洞表面没有任何类型的电磁辐射发射。我们还注意到，对于一个处于匀加速系中的观察者，类似于Unruh辐射，经典黑洞的事件视界也会发射电磁波。这可称为“黑洞Unruh效应”。
2015-12-12 gr-qc
High-Precision Numerical Simulations of Rotating Black Holes Accelerated by CUDA
硬件加速器（如Nvidia的CUDA GPU）在计算科学方面有着巨大的潜力，因为它们可以以相对较低的成本提供大幅的性能提升。在这项工作中，我们专注于使用Nvidia的特斯拉GPU在黑洞物理领域进行高精度（双精度，四精度和八精度）数值模拟-更具体地说，使用有限差分求解偏微分方程。我们详细描述了我们的方法，并提出了最终的性能结果相比，单核桌面处理器，也细胞BE。我们得到了混合的结果-在某些情况下整体性能的数量级增益和在其他情况下可以忽略不计的增益。
2010-06-03 gr-qc physics.comp-ph
Accelerated observers and gravitational radiation
我们在一个运动的观测者的坐标系中计算了质量为M的Schwarzschild黑洞的引力场的能量-动量，该观测者渐近地经历一个Lorentz推进。分析是在广义相对论（TEGR）的远程平行等效框架下进行的。我们发现，引力场的能量-动量的总表达式类似于平坦时空中惯性质量为M的粒子在洛伦兹助推下的能量-动量四矢量的通常相对论表达式。此外，我们得出结论，如果观察者相对于黑洞加速，他将经历引力能辐射，类似于电动力学中加速带电粒子的预期辐射。我们表明，黑洞的质量增加通常的因素γ中观察到的移动框架，这是一个典型的特征，狭义相对论，如果黑洞被认为是渐近的质量体M，是由于引力辐射。
2005-04-18 gr-qc
Static detectors and circular-geodesic detectors on the Schwarzschild black hole
本文主要用数值方法研究了（3+1）维Schwarzschild时空中Boulware态、Hartle-Hawking态和Unruh态下Unruh-DeWitt粒子探测器与无质量标量场耦合对静态探测器和圆测地线上探测器的响应。对于静态探测器，在探测器能隙较大的情况下，Hartle-Hawking态的响应在局域Hawking温度下表现出已知的热性，而Unruh态的响应在局域Hawking温度下表现出热性.对于圆形测地线检测器，我们发现的证据的热量在一个大的能隙的极限为Hartle-Hawking和Unruh状态，在一个温度超过多普勒频移的本地Hawing温度。三种状态之间的详细定量比较。在Hartle-Hawking状态的响应进行了比较，在闵可夫斯基真空和闵可夫斯基热状态的相应的Rindler，漂移Rindler，和循环加速轨迹的响应。分析在一阶扰动理论内进行，并且在本质上依赖于平稳性。
2014-05-05 gr-qc quant-ph
