Energy and angular momentum of charged rotating black holes
我们表明，爱因斯坦，托尔曼，朗道和Lifshitz，Papapetrou和温伯格（ETLLPW）的伪张量给出相同的能量分布，线动量和角动量，任何克尔-Schild度规。这一结果推广了Gürses和Gürsey以前的工作，该工作只涉及爱因斯坦、Landau和Lifshitz的伪张量。我们计算这些分布的Kerr-Newman和Bonnor-Vaidya度量，并找到合理的结果。所有计算都是在Kerr-Schild笛卡尔坐标系中进行的，没有任何近似。对于Reissner-Nordström度规，这些定义给出了与彭罗斯准定域质量相同的结果。对于克尔黑洞，所有的能量都被限制在它的内部，而对于克尔-纽曼黑洞，正如预期的那样，能量由它的内部和外部共享。Kerr-Newman黑洞的总能量和角动量分别为$M$和$ M a$（$M$是质量参数，$a$是旋转参数）。Bonnor-Vaidya度规的能量分布与Tod得到的彭罗斯准局域质量相同。
1995-03-30 gr-qc
Non-linear collisional Penrose process: How large energy can a black hole release?
从旋转或带电的黑洞中提取能量是广义相对论的一个有趣的问题。碰撞彭罗斯过程是这样的提取机制之一，并已被重新考虑密集，因为Banados，丝绸和西方指出的物理重要性，非常高的能量碰撞周围的最大旋转黑洞。为了得到解析的结果，迄今为止一直采用测试粒子近似。基于这种近似方案的连续工作尚未揭示能量提取效率的上限，因为缺乏反反应。在Reissner-Nordstrom时空中，通过充分考虑壳层的自引力，我们发现提取的能量存在一个上界，这个上界与黑洞的面积定律是一致的.我们还展示了一个特殊的情况下，即使没有Banados-Silk-West碰撞，也可以实现几乎最大的能量提取。
2017-08-14 gr-qc
Collisional Penrose process of extended test particles near an extremal Kerr black hole
本文研究极值Kerr黑洞附近扩展试验粒子的碰撞Penrose过程，发现最大能量提取效率受粒子自旋和四极参数影响，且极-偶极-四极近似比极-偶极近似效率更高。
2023-07-20 gr-qc
The Penrose process in rotating regular black holes
Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院卡格浦尔分校）；Chennai Mathematical Institute（金奈数学研究所）；University of Florida（佛罗里达大学）
本文研究了旋转正则黑洞的Penrose能量提取过程，发现Neves-Saa类解的提取效率上限受限于Kerr时空，但无Schwarzschild奇异极限的新型旋转正则黑洞提取效率可极大提升。
2026-09-30 gr-qc
Magnetic Penrose Process and Kerr Black Hole Mimickers
本研究利用数值模拟分析了磁Penrose过程在Kerr、Simpson-Visser和旋转Hayward黑洞等规则几何中的能量提取效率，发现旋转Hayward黑洞在磁场和电荷最小化时效率最高，突出了自旋、电荷和磁场特征在最大化能量提取中的关键作用。
2024-07-29 gr-qc
Remarks on electrical Penrose process for magnetized Reissner-Nordström black hole
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politecnico Nacional（墨西哥国立理工学院高级研究中心）；Universidad Autónoma de Ciudad Juárez（华雷斯自治大学）
本文研究了磁化Reissner-Nordström黑洞中电Penrose机制下的能量提取问题，推导了能量提取效率的通用表达式，并明确了磁场在控制能提取过程中的作用。
2026-08-31 gr-qc
Collisional Penrose process with spinning particles in braneworld black hole
研究了极端膜世界黑洞的Penrose过程。我们分析了两个大质量自旋粒子在视界附近碰撞的彭罗斯过程。通过计算这一过程的最大能量提取效率，发现最大能量提取效率随膜世界黑洞波浪形电荷参数$d$的减小而增大。有趣的是，对于$d$的负值，效率甚至可以大于克尔情况。
2021-08-11 gr-qc
Electric Penrose process in spherically symmetric regular black holes with and without a cosmological constant
Zhejiang University of Technology（浙江工业大学）
本文研究了Ayón-Beato-García黑洞中电磁Penrose过程的影响，发现其负能区域更大，能量提取效率更高，尤其在黑洞电荷增大时表现更显著。
2026-07-23 gr-qc
Maximal efficiency of the collisional Penrose process with spinning particles in Kerr-Sen black hole
研究了两个不带电自旋粒子围绕极端Kerr-Sen黑洞的碰撞，计算了通过超Penrose过程从Kerr-Sen黑洞中提取能量的最大效率.我们考虑两个有质量的粒子的碰撞以及一个无质量的粒子与一个有质量的粒子的碰撞。对于所有的情形，我们发现最大效率随着Kerr-Sen黑洞参数（$b=1-a$）的增大而减小.
2020-01-16 gr-qc
Collisional Penrose Process in Rotating Wormhole Spacetime
在碰撞彭罗斯过程中，来自渐近平坦区域的两个粒子在致密物体的能层中碰撞。碰撞产生两个新粒子，一个具有正能量，一个具有负能量。当具有正能量的粒子逃逸到无穷远时，该过程从致密物体中提取能量。本文研究了旋转虫洞时空中的碰撞彭罗斯过程。我们考虑一个简单的情况下，迎面相撞的喉咙Teo虫洞。我们发现从Teo虫洞中提取能量的过程比Kerr黑洞时空中的碰撞Penrose过程要有效得多。
2015-05-29 gr-qc
Efficiency of magnetic Penrose process in higher dimensional Myers-Perry black hole spacetimes
本文研究高维Myers-Perry黑洞中磁彭罗斯过程对能量提取效率的影响，发现MPP可显著增强具有n个旋转的黑洞的效率，使其超过100%，尤其在D=7,8维度中效率更高。
2024-07-18 gr-qc
Global Structure of Evaporating Black Holes
通过将带电Vaidya度规推广到整个时空，我们得到了带电黑洞形成和蒸发的Penrose图.在这个结构中，奇点是类时的。如果奇点的边界条件已知，那么整个时空都可以从初始条件预测出来。
2000-02-04 gr-qc hep-th
Revisiting the Penrose Process in Rotating Black Holes with Quantum Corrections: Implications for Energy Extraction and Irreducible Mass
本研究分析带量子修正参数的旋转黑洞中的彭罗斯能量提取过程，发现量子修正会改变黑洞几何结构、提升能量提取效率，推导了不可约质量表达式，揭示量子修正对黑洞能量学的显著影响。
2025-08-03 gr-qc hep-th
Energy extraction from Janis-Newman-Winicour naked singularity
一般来说，能量提取方法，如彭罗斯过程和磁彭罗斯过程，被认为是依赖于一个ergoregion的存在。在一个能区内，存在负能态，允许粒子提取能量并逃逸到无穷远处的观察者那里。本文研究了旋转Janis-Newman-Winicour（JNW）时空中的电磁场。这个概念是可行的，因为吸积盘在致密物体周围形成电磁场。之后，我们简要地研究了负能量轨道及其在能量提取中的意义。的ergoregion是不存在的旋转JNW几何，但我们表明，有效ergoregion是存在的。分析了磁场（B）、自旋参数（a）和电荷（Q）的负能量轨道的变化。我们发现，在这个过程中的总能量提取效率可以在$60\%$旋转JNW裸奇点。
2023-01-26 gr-qc
Energy extraction from boosted black holes: Penrose process, jets, and the membrane at infinity
数值模拟表明，携带线性动量和/或轨道动量的黑洞可以为喷流提供动力。喷流提取了黑洞运动中储存的动能。这可以为引力波搜索提供重要的电磁对应物。我们发展了这些喷流背后的理论。特别是，我们推导出类似的彭罗斯过程和Blandford-Znajek喷流功率预测的助推黑洞。我们得到的喷流功率是$(v/2M)^2 Φ^2/(4π)$，其中$v$是黑洞的速度，$M$是它的质量，$Φ$是磁通量。我们发现，从助推黑洞的能量提取是概念上类似的旋转黑洞的能量提取。然而，我们强调两个关键的技术差异：在助推的情况下，喷流功率不再定义相对于一个Killing矢量，和相关的概念黑洞质量是观察者依赖。我们推导出一个新版本的膜范例中，膜生活在无限远，而不是地平线上，我们表明，这是有用的解释从助推黑洞的射流。我们的喷气动力预测及其背后的假设可以通过未来的数值模拟进行测试。
2015-04-15 astro-ph.HE gr-qc
Causal extraction of black hole rotational energy by various kinds of electromagnetic fields
最近的广义相对论MHD模拟表明，来自活动星系核（AGN）的相对论喷流是由中心黑洞的旋转能量驱动的。人们提出了一些提取黑洞转动能的机制，如彭罗斯过程、布兰德福德-兹纳杰克机制、磁流体彭罗斯过程和超辐射机制。Blandford-Znajek机制是活动星系核相对论喷流最有希望的动力机制。然而，这种因果机制的直观解释还不清楚，而彭罗斯过程对负能量黑洞的因果能量提取有明确的解释。本文提出了一个建立物理直观的公式，使得在Blandford-Znajek机制以及其他电磁过程中，负电磁能在因果地提取黑洞的转动能方面起着重要的作用。
2014-07-26 astro-ph.HE gr-qc
Extracting black-hole rotational energy: The generalized Penrose process
在涉及粒子的情况下，彭罗斯过程从旋转的黑洞中提取能量的充分必要条件是吸收具有负能量和角动量的粒子。在黑洞视界上没有力矩发生。本文考虑了由未指定的一般能量动量张量$T_{μν}$描述的任意场或物质的情况，并证明了提取黑洞转动能的充要条件类似于机械彭罗斯过程：吸收负能量和负角动量.我们还表明，彭罗斯过程发生的一个必要条件是诺特电流（守恒的能量动量密度矢量）是类空的或过去定向（类时或零）的地平线上的某些部分。在粒子情况下，我们关于彭罗斯过程发生的一般判据再现了标准结果。在相对论性喷流产生的“磁制动盘”的情况下，我们表明，负能量和角动量吸收条件时，遵守的Blandford-Znajek机制是在工作中，因此，高能量提取效率高达$\sim 300\%$发现在最近的数值模拟这种吸积流的结果从挖掘的黑洞的旋转能量通过彭罗斯过程。我们展示了如何黑洞旋转能量提取工程在这种情况下描述彭罗斯过程的诺特电流。
2014-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Astrophysical insights into magnetic Penrose process around parameterized Konoplya-Rezzolla-Zhidenko black hole
本文研究参数化KRZ黑洞在外部均匀磁场下的磁彭罗斯过程，发现旋转形变参数δ₂与磁场协同可将能量提取效率提升至超过100%，并揭示了负δ₂值对高能质子逃逸所需磁场条件的影响。
2024-12-31 gr-qc
Particle collisions in ergoregion of braneworld Kerr black hole
本文研究了膜世界Kerr黑洞能区的中性粒子运动和碰撞Penrose过程。分析了事件视界、能层和静态极限的性质。研究了在能区中粒子碰撞的Penrose过程。此外，我们还研究了负能态，证明了粒子能量的符号可以由角动量的符号唯一确定。此外，我们还研究了Wald不等式，确定了通过Penrose过程提取能量的极限，并找到了不可约质量的下界。给出了膜Kerr黑洞的能量提取效率的表达式，并与Kerr黑洞的结果进行了比较。结果表明，效率随黑洞的转动和膜参数b的增大而增大。
2021-01-05 gr-qc
Efficiency of Penrose process in spacetime of axially symmetric magnetized Reissner-Nordström black hole
本文研究了轴对称磁化Reissner-Nordström黑洞中中性粒子和带电粒子的Penrose过程.我们从研究黑洞的几何形状开始，找到度规张量的$g_{tt}$分量为正的区域（即，$g_{tt}>0$）。有趣的是，发现条件$g_{tt}>0$不仅在被称为能层的事件视界附近满足，而且在远离事件视界的势阱轮廓中也满足。我们还表明，作为无量纲磁场$B$增加的轮廓的势阱$g_{tt}>0$相应地增长，并最终合并时，$B\gtrsim 1.6$的ergoregion。最后，我们研究了轴对称磁化黑洞的Penrose过程的效率，给出了磁场对Penrose过程的影响，并与Kerr黑洞的结果进行了比较.我们表明，当黑洞的电荷$Q$保持恒定时，对于{中性粒子（即，$q/m=0$）随$B$场的增大先增大后减小，而Kerr黑洞的$q/m=0$随旋转参数的增大而增大.然而，对于带电粒子的情况（即，当$q\neq 0$和$q/m$都足够大时（比如说$B\approx1$和$q/m>2.2$）}，效率总是随着$B$场的上升而增加，并且可以超过$100\%$。值得注意的是，$g_{tt}>0$所在的远离视界的区域的存在也有利于能量提取过程远离黑洞的影响。然而，从这些区域提取的能量纯粹是磁场的结果。
2022-07-25 gr-qc
Is there a trade-off relation between efficiency and power in a collisional Penrose process in an extreme Reissner-Nordström spacetime?
我们研究了从极端Reissner-Nordström黑洞中提取无束缚能量的碰撞Penrose过程的能量。在黑洞外部的恒定径向坐标下，这个过程在时间坐标上需要无限长的时间。对于作为发电厂的黑洞来说，远离黑洞的观察者的过程的能量可能是有用的。我们将功率定义为极端Reissner-Nordström黑洞的能量增益除以坐标时间内过程的时间间隔;我们估计了近视界极限功率的上限，而该过程的效率可以是任意大的。因此，我们得出结论，在极端Reissner-Nordström时空中，碰撞彭罗斯过程的效率和功率之间不存在权衡关系。
2022-05-25 gr-qc
Repetitive Penrose process for charged particles in Kerr-Newman black holes
Damghan University（达姆甘大学）
研究极端Kerr-Newman黑洞中带电粒子的重复彭罗斯过程，建立非线性迭代框架，通过三转折点条件解析求解守恒方程，发现两种电磁耦合分别控制过程终止和提取效率，并识别出电荷参数空间中的四区域结构。
2026-07-01 gr-qc
Energy Extraction from Loop Quantum Black Holes: The Role of Magnetic Penrose Process and Quantum Gravity Effects with Astrophysical Insights
本研究探讨了圈量子引力修正对黑洞磁彭罗斯过程效率的影响，发现量子参数增加会改变能层结构并降低能量提取效率，并评估了天体物理黑洞候选者作为高能质子加速器的潜力。
2025-03-31 gr-qc
Decay of charged particles near naked singularities and super-Penrose process without fine-tuning
我们考虑Reissner-Nordström度规中裸奇点附近的Penrose过程。粒子0从无穷大下落，在某个点$r_{0}$衰变为两个碎片。我们表明，由于这个过程中的能量提取可以无限大的限制$r_{0}\rightarrow 0$。在这样做时，粒子电荷的值可以保持有界，这与先前已知的在具有无界能量提取的电场中的彭罗斯过程的示例相反。即使在平坦起搏时间的限制下，该效应也持续存在。
2022-06-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Rotational energy extraction from the Kerr black hole's mimickers
本文利用彭罗斯过程从规则黑洞中提取转动能。首先，我们考虑旋转的狄克逊-维瑟正则时空，它描述了一类几何的克尔黑洞的模仿者。彭罗斯过程，然后研究通过共形变换旋转奇异和定期黑洞解。这两个汤姆逊-维瑟和保形变换的几何形状取决于质量，自旋，和一个额外的正则化参数$l$。在这两种情况下，我们调查如何自旋和正则化参数$l$影响配置的ergoregion和事件视界。令人惊讶的是，我们发现，从事件视界表面的能量提取效率是不依赖于正则化参数$l$在汤姆逊-维瑟正则时空，因此它不从克尔黑洞的情况下变化。而在共形变换的奇异和规则黑洞中，我们得到了与Kerr黑洞情形相比，提取能量的效率极高.共形变换后的奇异和规则黑洞的这种独特特征将有助于在观测中将它们与克尔黑洞区分开来。
2022-06-01 gr-qc
Energy extraction from electrovacuum black holes via production of pairs of oppositely charged particles
Universidade de Lisboa（里斯本大学）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
研究通过碰撞Penrose过程和简化的粒子对产生模型，探讨如何在不依赖精细调节或极端性的情况下，从带电旋转黑洞中提取能量。
2025-11-26 gr-qc
Penrose Process Efficiency and Irreducible Mass in Rotating Einstein-Born-Infeld Black Holes with Nonlinear Electrodynamics
该研究针对旋转EBI黑洞的旋转能提取问题，推导了负能量轨道条件与最大提取效率闭式表达式，数值分析了电荷、玻恩-因费尔德参数等对效率及不可约质量的影响，构建了三者关联的统一图景。
2025-10-01 gr-qc hep-th
Rarity of rocket-driven Penrose extraction in Kerr spacetime
VinUniversity（文莱大学）；TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
研究在固定Kerr背景下的测试粒子极限下，赤道顺行飞越中火箭驱动Penrose提取的现象，发现高自转、高相对论性喷射和精细初始条件是提取成功的关键，最大成功率约1%。
2026-05-11 astro-ph.HE cs.SY eess.SY
Repetitive Penrose Process in Rastall Rotating Black Holes Immersed in Quintessence Dark Energy
University of Okara（奥卡拉大学）；School of Science, University of Management and Technology（管理与技术学院理学院）；Chongqing Jiaotong University（重庆交通大学）；Biruni University（比尔鲁尼大学）
研究浸没在 quintessence 暗能量中的 Rastall 旋转黑洞的重复彭罗斯过程，通过推导守恒及迭代方程制定该过程，确定终止条件与临界停止标准，发现粒子 0 控制过程，且无量纲 Rastall 结构参数和耦合参数显著影响能量提取。
2026-07-23 gr-qc
High-Energy Extractions from Horizonless Compact Objects
Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo（圣保罗大学天文学、地球物理学和大气科学研究所）
本文探讨了无视界致密天体中高能物质提取机制，分析了旋转、电磁场和粒子相互作用对提取效率的影响，并指出裸奇点可能成为强场引力研究和高能天体物理现象的新实验室。
2025-12-01 astro-ph.HE gr-qc
Electric Penrose process in the spacetime of a quantum-corrected Reissner-Nordström black hole
School of Physics, Guizhou University（贵州大学物理学院）
研究协变量子修正雷斯纳 - 诺德斯特龙黑洞时空中带电粒子的电彭罗斯过程，通过推导运动方程等，分析量子参数ζ对能层边界及能量提取效率的影响，证明特定条件下碎片粒子能净能量增益逃逸，还发现ζ在临界情况能改变结果，提供区分两类黑洞的特征。
2026-07-08 gr-qc
Energy Extraction and Evolution of Regular Black Holes: The Case of Bardeen Spacetime
本文以巴丁时空为例研究正则黑洞，通过带电彭罗斯过程探索能量提取，提出两种蒸发模型分析磁荷蒸发对其演化的影响，为正则黑洞的演化与稳定性提供新见解。
2025-08-20 gr-qc
Energetics of Buchdahl stars and the magnetic Penrose process
该研究探究无事件视界的致密天体Buchdahl星的能量学，分析其在均匀与偶极磁场下的磁Penrose过程，发现自旋超阈值且表面有偶极磁场时能量提取效率远高于黑洞。
2024-10-08 gr-qc
Energy extraction in electrostatic extreme binary black holes
基于Penrose过程机制，研究了由两个极性相反的静电黑洞（BH）组成的二元系统中能量提取的可能性.我们确定并绘制了仅包围其中一个BH的广义能层。我们证明了非封闭轨道的存在下，负能量的事件视界外，这些轨道允许的能量提取的可能性粒子衰变从BM所描述的系统。此外，我们证明了提取过程可以发生时，带电的测试粒子和BH具有相反的电荷，并分析了该过程的效率。
2022-12-29 gr-qc
Higher dimensional non-Kerr black hole and energy extraction
研究了旋转高维形变类克尔黑洞的视界和能层的性质。我们还明确地提出了变形参数$ε$和额外维度对从黑洞中提取能量的Penrose过程效率的影响。有趣的是，能层大小对形变参数$ε$和时空维度$D$都很敏感。这使得HD非克尔黑洞的能层结构更加丰富，从而使得彭罗斯过程比四维克尔黑洞的过程更有效。
2014-02-14 astro-ph.CO gr-qc
Penrose and super-Penrose energy extraction from a Reissner-Nordström black hole spacetime with a cosmological constant through the BSW mechanism: Full story
该研究联合分析Penrose过程与BSW机制，探究含不同宇宙学常数的d维极端Reissner-Nordström黑洞中碰撞能量提取问题，发现超Penrose过程特征及宇宙学常数、维度对能量提取的影响。
2024-11-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Fifty years of energy extraction from rotating black hole: revisiting magnetic Penrose process
磁彭罗斯过程（Magnetic Penrose process，MPP）不仅是最令人兴奋和最有吸引力的黑洞转动能量的挖掘过程，而且也是天体物理学上可行的高能源和高能现象的机制。它在三个制度的效率，即低，中等和超，这取决于磁化和收费的旋转黑洞在天体物理设置。在本文中，我们重新审视MPP与全面讨论其物理在不同的制度，并比较其操作与其他竞争机制。我们表明，MPP可以在原则上支付账单的超高能宇宙射线，相对论喷流，快速射电暴，类星体，活动星系核等现象的动力引擎，此外，它也导致了一些重要的可观测的预测。所有这一切都完美地证实了罗杰·彭罗斯在半个世纪前通过这一过程所预示的能源发电站新前景的承诺，今天，它已经从20世纪80年代中期的一个纯粹的学术兴趣的思想实验上升为各种高能天体物理现象的现实动力机制。
2019-05-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Repetitive Penrose process in Kerr-de Sitter black holes
School of Material Science and Engineering, Chongqing Jiaotong University（重庆交通大学材料科学与工程学院）；College of Physics and Electronic Engineering, Chongqing Normal University（重庆师范大学物理与电子工程学院）
本文研究了Kerr-de Sitter黑洞中的重复Penrose过程，发现其具有更高的能量回报率和单次提取能量能力，同时揭示了宇宙学参数和衰减半径对能量利用效率的影响。
2026-02-06 gr-qc hep-th
High efficiency of collisional Penrose process requires heavy particle production
当两个粒子在极端Kerr黑洞事件视界附近碰撞时，它们的质心能量可以变得任意大，这被称为Ba $\rm \tilde n$ ados-Silk-West（BSW）效应.我们考虑这样一个从无穷远处开始的两个粒子在赤道平面内遵循测地线的高能碰撞，并研究了这样一个高能粒子碰撞的能量提取和赤道平面内粒子的产生。我们分析表明，一方面，如果所产生的粒子是作为碰撞粒子的质量，能量提取效率是有界的$2.19$近似。另一方面，如果作为高能碰撞的结果要产生具有负能量并且必然落入黑洞的非常大质量的粒子，则能量提取效率的上限增加到$(2+\sqrt{3})^2 \simeq 13.9$。因此，更高的能量提取效率（通常高达10）为重粒子的产生提供了强有力的证据。
2015-10-31 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Energy extraction from a Konoplya-Zhidenko rotating non-Kerr black hole
研究了旋转非Kerr黑洞中能层的性质和Penrose过程的能量提取.我们发现，随着变形参数的增加，能层变薄，能量提取的最大效率降低。对于$a<M$，正的形变参数导致最大效率低于相同转动参数的Kerr黑洞.而对于$a>M$的超旋情形，我们发现当正形变参数接近零时，最大效率可以达到几乎无限大，这是这类旋转非Kerr黑洞时空中能量提取的一个新特征.
2017-07-11 gr-qc
Electromagnetic field around boosted rotating black hole
得到了浸没在外部磁场中的增强旋转黑洞外麦克斯韦方程组的精确解析解。研究了助推和电磁场对黑洞周围带电粒子运动和能量提取过程--磁彭罗斯过程的影响。然而，它证明了众所周知的说法，即磁场大大提高了能量提取的效率，这进一步提高了助推速度。
2018-10-17 gr-qc
Energy Extraction From Non-Coalescing Black Hole Binaries
我们定义并勾画了Majumdar-Papapetrou（MP）时空的广义能球。特别是，我们证明了负能量的封闭轨道的存在，生活在这样的时空的事件视界之外。依靠彭罗斯过程机制，我们使用这些轨道来说明从MP双黑洞的能量提取的可能性，通过粒子散射。我们还分析了该过程的效率，并构建了明确的例子，优化能量的提取。最后，我们展示了如何将这些概念扩展到一对非合并克尔黑洞所描述的Cabrera-Munguia，Manko和Ruiz（CMMR）度量。
2021-11-18 gr-qc
Geometry-Induced Termination of the Repetitive Penrose Process in Rotating Simpson-Visser Black Holes
University of Mazandaran（马赞德兰大学）；Damghan University（达姆甘大学）；Khazar University（哈扎尔大学）
研究旋转辛普森 - 维瑟黑洞中重复彭罗斯过程，通过假设正则化参数不变，发现几何可诱导过程终止，其与动态机制的相对重要性取决于该参数，还研究了相关能量等随参数及粒子衰变半径的变化，凸显时空几何对能量提取过程的影响。
2026-07-23 gr-qc
On the single versus the repetitive Penrose process in a Kerr black hole
本文回归原始彭罗斯过程，通过转向点条件求解运动方程，证明单次衰变即可提取克尔黑洞旋转能量，并量化了三个半径处的效率，同时指出MTW73重复模型违反能量守恒，需引入不可约质量修正。
2024-11-08 astro-ph.HE gr-qc
The role of the irreducible mass in repetitive Penrose energy extraction processes in a Kerr black hole
本文研究初始极端克尔黑洞能层中重复彭罗斯衰变过程，发现其高度不可逆，黑洞旋转能主要转化为不可约质量而非可提取能量，并证明该吸积过程无法使黑洞最终变为史瓦西黑洞。
2024-09-05 astro-ph.HE gr-qc
A Rigorous Treatment of Energy Extraction from a Rotating Black Hole
本文考虑Kerr几何中的标量波动方程的Cauchy问题。我们证明，通过选择一个合适的波包作为初始数据，可以提取能量的黑洞，从而把超辐射，波的彭罗斯过程的模拟，到一个严格的数学框架。我们量化了最大能量增益。我们还计算了黑洞的质量和角动量的无穷小变化，与Christodoulou关于Penrose过程的结果一致.主要的数学工具是我们以前导出的波传播算子的积分表示。
2008-05-22 gr-qc math-ph math.MP
Is the super-Penrose process possible near black holes?
我们考虑一般的轴对称极值黑洞附近的粒子碰撞。我们研究的可能性无限大提取的能量（所谓的超级彭罗斯过程）的限制时，碰撞点接近地平线。三个潜在的选项被认为是（在碰撞点的能量和粒子的角动量之间的关系的时间流逝函数的分数功率），传出的粒子和传入的粒子之间的碰撞，碰撞在ergoregion远离地平线）。结果表明，在这三种情况下，适合于超彭罗斯过程的状态不能从具有有限质量和角动量的粒子的先前碰撞中获得。
2016-01-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Electric and magnetic Penrose processes, charged-particle collisions and superradiance around a Lorentz-violating dyonic black hole
Universidade Federal da Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）；Universidade Federal do Maranhão（马拉尼昂联邦大学）
本文研究洛伦兹破缺双荷Kalb-Ramond黑洞的电磁能量提取、带电粒子碰撞与超辐射，推导相关动力学与过程，分析碰撞质心能量，揭示极值下的Bañados-Silk-West发散现象。
2026-08-28 gr-qc
Revisiting collisional Penrose processes in term of escape probabilities for spinning particles
我们首先研究了Kerr黑洞发射的自旋粒子的逃逸几率，发现在极端Kerr黑洞周围，逃逸几率随粒子自旋的增大而增大;相反，在视界附近，逃逸几率随粒子自旋的增大而减小，而在远离视界的位置，逃逸几率随粒子自旋的增大而增大.然后，我们探讨的逃逸概率和能量提取效率的碰撞彭罗斯过程的粒子与不同的自旋之间的关系。对于极端Kerr黑洞，效率随逃逸几率的增大而增大;对于非极端Kerr黑洞，近视界效率随逃逸几率的增大而减小，而能层效率随逃逸几率的增大而增大.在事件视界极限下，我们还发现在碰撞彭罗斯过程中产生的自旋粒子的平均逃逸几率随Kerr黑洞的旋转参数而减小。
2020-08-13 gr-qc hep-th
Electric Penrose process and the accretion disk around a 4D charged Einstein-Gauss-Bonnet black hole
本文研究4D带电爱因斯坦-高斯-博内黑洞周围的电彭罗斯过程，揭示GB耦合参数和黑洞电荷对能量提取效率及吸积盘辐射性质的影响，发现4D EGB带电黑洞比爱因斯坦引力中的带电黑洞更高效。
2024-07-31 gr-qc
Probing the Penrose Process: Images of Split Hotspots and Their Observational Signatures
本研究探讨了由能层磁重联触发的Penrose过程的观测特征，通过将分裂的等离子体团视为热斑并计算光变曲线，发现碎片化产生的耀斑特征取决于坠入碎片的能量正负性，可作为识别该过程的观测标志。
2025-10-31 astro-ph.HE gr-qc
Rotating elastic string loops in flat and black hole spacetimes: stability, cosmic censorship and the Penrose process
本文研究平坦与黑洞时空中旋转弹性弦环的稳定性，发现其平衡条件与能量条件密切相关，并探讨了弦环对宇宙监督及彭罗斯过程效率的影响。
2023-10-11 gr-qc
Repetitive Penrose Process in Accelerating Kerr Black Holes
College of Physics and Electronic Engineering, Chongqing Normal University（重庆师范大学物理与电子工程学院）；School of Material Science and Engineering, Chongqing Jiaotong University（重庆交通大学材料科学与工程学院）
本文研究加速 Kerr 黑洞中重复 Penrose 过程，发现其能量提取能力更强，且在特定条件下能量利用效率可超50%。
2026-02-06 gr-qc hep-th
Circular motion around a regular rotating Hayward black hole
在这篇文章中，我们探讨了中性测试粒子的测地线运动和从规则旋转的海沃德黑洞中提取能量的过程。分析了自旋和偏差参数$g$对该黑洞的能区、事件视界和静态极限的影响。利用赤道面上的测地线方程，确定了最内层的稳定圆轨道和光子轨道。此外，我们还研究了有效势和有效力，以获得圆轨道运动和稳定性的信息。在研究负能态的基础上，指出了Penrose机制的能量极限。利用Penrose机制，我们找到了能量提取效率的表达式，并观察到自旋和偏离参数都有助于能量提取效率。最后，将所得结果与Kerr黑洞和膜世界Kerr黑洞的结果进行了比较.
2022-05-19 gr-qc hep-th
