Geodesic Motion in the Singly Spinning Black Ring Spacetime
我们给出了特殊情况下五维单自旋黑环时空中测试粒子和光的测地线方程的解析解，因为一般情况下单自旋黑环的Hamilton-Jacobi方程是不可能分离的。在研究运动方程中多项式的基础上，我们刻画了试验粒子和光的运动，并讨论了相应的轨道。
2012-12-04 gr-qc
Spinning dilaton black hole in 2+1 dimensions as a particle accelerator
本文研究了2 + 1维中粒子围绕自旋玻色子黑洞的碰撞。这个黑洞是2+1维中低能弦论的一个解。详细给出了类时测地线，并考虑了自旋黑洞视界处两粒子碰撞的质心能量。我们注意到，两个质量有可能产生无穷大的质心能量。
2017-03-01 gr-qc
Perturbative effects of spinning black holes with applications to recoil velocities
最近，我们提出了一个增强的Regge-Wheeler-Zerilli形式主义的一阶扰动的史瓦西背景，其中包括一阶校正由于背景黑洞自旋。利用这种形式，我们研究了自旋黑洞双星系统的引力波反冲效应。这使我们能够更好地理解在旋转黑洞双星的全数值模拟中观察到的大反冲的起源。
2010-11-11 gr-qc
Comment on `Spinning loop black holes' [arXiv:1006.0232]
我们回顾了Caravelli和Modesto（2010 \textit{Class. Quantum Grav.} \textbf{27} 245022，arXiv：1006.0232）中的推导和结论，并表明其中进行的大部分分析无效。
2011-06-06 gr-qc
Spinning-Charged-Hairy Black Holes in 5-d Einstein gravity
在爱因斯坦引力中产生的、由复标量场的二重态补充的旋转多毛黑洞是在包含无质量矢量势的$U(1)$规范对称性的扩展模型中构造的。毛状黑洞然后获得一个电荷和一个磁矩;它们的存在域是根据规范耦合常数来讨论的。
2018-07-26 gr-qc
Spinning Particle in Gravitational Field of Black Hole Involving Global Monopole
本文研究了自旋粒子在具有整体引力场的史瓦西时空中的运动轨迹动力学。我们建立了运动方程，并找到了三种类型的轨迹。研究了一个自旋粒子在被另一个粒子或光子踢飞后，原本在包含全局引力的黑洞最内层稳定圆轨道上运动的粒子逃逸到无穷远的条件.本文详细模拟了自旋粒子在包含整体粒子的Schwarzschild时空中的三种运动轨迹，并给出了自旋粒子逃逸的能量和速度。
2014-08-29 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
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
Kerr-de Sitter and Kerr-anti-de Sitter black holes as accelerators for spinning particles
结果表明克尔黑洞可以作为自旋粒子的加速器。原则上，它可以获得任意高的极端Kerr黑洞的能量。本文将前人的研究推广到Kerr-（反）de Sitter背景，发现宇宙学常数在结果中起着重要的作用。对于Kerr-anti-de Sitter黑洞的情形，像Kerr背景一样，只有极端的Kerr-anti-de Sitter黑洞才能有发散的碰撞质心能量。而对于Kerr-de Sitter黑洞，两个自旋粒子的碰撞可以发生在黑洞的外视界上，如果其中一个碰撞粒子具有临界角动量，则碰撞的质心能量会爆炸.因此，非极端的克尔-德西特黑洞也可以作为加速器，具有任意高的质心能量来旋转粒子。
2018-12-27 gr-qc
Beyond the Bowen-York extrinsic curvature for spinning black holes
众所周知，Bowen-York初始数据包含假辐射。虽然这种"垃圾“辐射对于圆形轨道上的非旋转黑洞双星来说很小，但当黑洞旋转时，它的大小就会增加。通过对多个克尔黑洞应用穿刺方法可以减少杂散辐射，我们以等质量黑洞双星的迎头碰撞为例进行了论证。
2006-12-02 gr-qc
Spinning and excited black holes in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet theory
我们在Einstein-scalar-Gauss-Bonnet理论中构造了具有二次耦合函数的旋转黑洞。我们映射的旋转基本解的存在域，我们构建径向激发旋转黑洞（包括其存在线），我们表明，有角激发旋转黑洞。从Schwarzschild解分支出来的径向和角向激发解的分叉点遵循一定的规律。
2019-12-12 gr-qc
Charged spinning and magnetized test particles orbiting quantum improved charged black holes
本研究探究量子改进带电/带磁黑洞周围带电自旋与磁化检验粒子的动力学，推导运动方程并分析轨道参数，明确量子参数、黑洞电荷等对自旋极值、有效势等的影响，得到ISCO处黑洞电荷上限约束。
2023-05-24 gr-qc
Oscillatory null singularity inside realistic spinning black holes
计算了一般自旋黑洞内视界零弱奇点附近曲率标量$(Riemann)^2$的渐近行为，并证明了该标量在发散时振荡无限次.主要的平行传播的黎曼分量以类似的方式振荡。这种振荡行为与球形带电黑洞中的单调质量膨胀奇异性形成了鲜明的对比，它是由黑洞自旋引起的惯性系拖曳引起的。
2001-03-05 gr-qc
Gravitational radiation and angular momentum flux from a spinning dynamical black hole
利用一个四维渐近展开方法研究了自旋动态黑洞附近非线性项的次阶效应。然后利用耦合Newman-Penrose方程的渐近展开和相容性得到了角动量通量和能流公式。在构造了相容常数旋量的参考系后，导出了与黑洞面积增长有关的能量动量通量。直接从自旋动力视界的通量公式出发，我们发现引力能流为正值的物理合理条件是切变随时间单调减小。
2013-10-06 gr-qc
Collision of spinning black holes in the close limit: The parallel spin case
本文利用旋转黑洞的一阶微扰理论（Teukolsky形式）研究了具有平行自旋的黑洞的碰撞。假设黑洞彼此靠近，最初没有助推，旋转缓慢。我们估计的性质，从这样的碰撞释放的引力辐射。Gleiser { \em et al.}最近研究了同样的问题。在Zerilli微扰形式主义的背景下，我们的波形、辐射能量和角动量的结果与该工作中提出的结果非常一致。
2002-08-23 gr-qc
Motion of spinning particles around a quantum-corrected black hole without Cauchy horizons
本文研究无柯西视界的协变量子修正黑洞周围自旋粒子的运动，发现量子参数对有效势和轨迹影响微弱，但可与其他量子修正模型区分。
2025-09-09 gr-qc
Spinning a charged dilaton black hole
研究了具有无穷小角动量的带电黑洞。我们发现，介子黑洞的旋磁比不仅与介子与电场相互作用中出现的参数有关，而且还与黑洞的荷质比呈非线性关系.还计算了荷电膨胀子洞在无限小角动量极限下的转动惯量。
2015-11-27 gr-qc
Are ultra-spinning Kerr-Sen-AdS$_4$ black holes always super-entropic ?
研究了四维Kerr-Sen-AdS黑洞及其超自旋黑洞的热力学性质，证明了两个黑洞都满足黑洞热力学第一定律和Bekenstein-Smarr质量公式.此外，我们推导出新的Christodoulou-Ruffini式的平方质量公式，通常和超自旋的Kerr-Sen-AdS $_4$解决方案。我们表明，这种超自旋克尔森AdS $_4$黑洞并不总是违反反向等周不等式（RII），因为等周比的值可以大于/小于，或等于单位，这取决于在参数空间中的解决方案参数。这一性质与Kerr-Newman-AdS $_4$超熵黑洞严格违反RII的性质明显不同，尽管两者在视界几何和共形边界等方面有相似之处.此外，还发现极端超自旋Kerr-Sen-AdS $_4$黑洞和极端超熵Kerr-Newman-AdS $_4$黑洞存在相同的质量下界（$m_e \geqslant 8l/\sqrt{27}$，其中$l$为宇宙学尺度），但前者有一个最大视界半径：$r_{\rm\, HP} = l/\sqrt{3}$，它是后者的最小值.因此，这两种不同的四维超自旋带电AdS黑洞表现出一些显著的物理差异。
2020-08-01 gr-qc
Gravitational waves from a spinning particle in circular orbits around a rotating black hole
利用Teukolsky和Sasaki-Nakamura的Kerr黑洞扰动形式，计算了质量为$μ$，自旋为$S$的{ \it spinning}粒子在质量为$M (\gg μ)$，自旋为$Ma$的旋转黑洞赤道面附近的圆轨道上运动时所引起的引力波的能流.通过使用最近开发的后牛顿展开技术的Teukolsky方程的计算。为了计算{ \it自旋}粒子引起的扰动源项，我们使用了Papapetrou导出的自旋粒子的运动方程和Dixon导出的自旋粒子的能量动量张量。本文给出了后牛顿引力波光度公式，其量级可达$(v/c)^5$，超过了包含粒子自旋线性级的四极公式。所得结果对两个旋转紧密体内旋的后牛顿计算具有重要指导意义。
1996-02-19 gr-qc
Spinning C-metric: radiative spacetime with accelerating, rotating black holes
旋转C度规是由普列班斯基和德米安斯基发现的，作为标准C度规的推广，标准C度规被认为是均匀加速的非旋转黑洞。我们首先将旋转C-度量变换为Weyl坐标，并分析了它的一些性质，如Killing向量和曲率不变量。一个变换，然后发现，使度规的标准形式的辐射时空的助推旋转对称性。通过分析继续度规跨越“加速视界”，两个新的时空区域出现，其中两个Killing矢量都是类空的。我们表明，这个度量可以表示两个均匀加速，旋转的黑洞，连接的圆锥形奇点，或圆锥形奇点从他们每个人延伸到无穷大。简要讨论了度规的辐射特性。
1999-02-23 gr-qc
Kerr black holes as accelerators of spinning test particles
研究表明，在极端克尔黑洞的视界附近可以发生超高能碰撞。以往的研究主要集中在粒子的测地线运动。在本文中，我们考虑自旋测试粒子的轨道是非测地线。利用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程，我们发现对于极值Kerr黑洞，临界角动量满足$J=2E$.虽然在自旋存在的情况下守恒角动量$J$和能量$E$被重新定义，但临界条件保持相同的形式。如果一个具有这种角动量的粒子与另一个任意靠近黑洞视界的粒子碰撞，质心能量可以任意高。我们还证明了任意高的能量不能获得自旋粒子的视界附近的非极值克尔黑洞。
2016-04-15 gr-qc
Spinning Down a Black Hole With Scalar Fields
研究了克尔黑洞通过霍金过程的标量辐射演化。我们表明，在质量和角动量的损失率的黑洞导致最终的演化状态与非零角动量，即$a/M \approx 0.555$。
1997-03-06 gr-qc
Comment on the Calculation of the Angular Momentum and Mass for the (Anti-) Self Dual Charged Spinning $BTZ$ Black Hole
最近的一篇论文[M。Kamata和T. Koikawa，Phys. Lett. { \bf B353}（1995）196.]声称通过假设施加在电场和磁场上的（反）自对偶条件，获得了$(2+1)$维自旋$BTZ$黑洞解的带电版本。我们指出，角动量和质量在空间无穷远发散，因此解是非物理的
1996-03-17 gr-qc
Motion of spinning particles around black hole in a dark matter halo
研究暗物质晕中自转粒子围绕黑洞的运动，发现暗物质影响轨道参数和稳定性。
2025-12-14 gr-qc
Motion of Spinning Particles around Black Holes
旋转粒子围绕致密物体的运动，例如围绕超大质量黑洞运动的旋转恒星物体，由微分方程描述，一般来说，不可积。在这项工作中，我们提出了一个计算代码，集成的运动方程的旋转粒子运动在赤道平面的球对称时空，并给出了其轨迹的可视化表示。该代码是开源的，免费提供和模块化的，因此用户不仅可以将其应用扩展到Schwarzschild度量，还可以扩展到其他背景。
2023-02-23 gr-qc
Evolving the Bowen-York initial data for spinning black holes
在数值相对论中用来代表旋转黑洞的鲍文-约克初值数据，并不是克尔时空中一个恒定时间片的数据。如果对碰撞中的每个黑洞都使用鲍文-约克初始数据，那么发射的辐射将部分归因于单个黑洞到克尔形式的“弛豫”。我们计算这种辐射处理的几何形状为一个单一的史瓦西黑洞的扰动，并通过使用二阶微扰理论。我们讨论了在何种程度上可以预期准确地代表克尔孔鲍文约克数据。
1997-10-21 gr-qc
Kerr-Sen Black Hole as Accelerator for Spinning Particles
已经证明，只要一个粒子的能量$L$和角动量$E$满足一个临界关系，在极端Kerr黑洞的视界附近，两个粒子之间可以发生任意高能量的碰撞，这种碰撞被称为BSW机制.以往的研究主要集中在质点的测地线运动。本文考虑了自旋粒子不沿类时测地线运动的情况，引入了另一个描述粒子自旋角动量的参数$s$。利用描述自旋粒子运动的Mathisson-Papapetrou-Dixon方程，我们将探讨一个与Kerr黑洞稍有不同的Kerr-Sen黑洞是否可以用来将自旋粒子加速到任意高的能量。我们发现当两个碰撞粒子中的一个满足能量$E$和总角动量$J$之间的临界关系，或者具有临界自旋角动量$s_c$时，质心能量$E_{cm}$将发散.
2017-11-29 gr-qc
Hyperbolic-like elastic scattering of spinning particles by a Schwarzschild black hole
研究了自旋粒子被Schwarzschild黑洞的散射。根据Mathisson-Papapetrou-Dixon模型，在给定的引力背景场中描述了扩展体的运动。赤道平面被视为轨道平面，自旋矢量以恒定的大小与它正交。的运动方程解析解的封闭形式，以一阶自旋和解决方案是用来计算校正标准测地散射角以及捕获截面的黑洞。
2018-08-17 gr-qc
Gravitational waves from spinning binary black holes at the leading post-Newtonian orders at all orders in spin
我们确定了一个快速旋转的黑洞双星系统的结合能、总引力波能流和引力波模，该系统工作在线性化引力和轨道速度的领先阶，但工作在黑洞的所有自旋阶。虽然自旋被非微扰地处理，令人惊讶的是，结合能和通量由简单的解析表达式给出，这些表达式是自旋中的有限（分别是三阶和五阶）多项式。我们的最终结果仅限于黑洞自旋与轨道角动量一致的准圆轨道的重要情况。
2018-06-21 gr-qc
Asymptotically Matched Spacetime Metric for Non-Precessing, Spinning Black Hole Binaries
我们构建了一个封闭的形式，完全解析的4-度规，近似代表了时空演化的非进动，旋转黑洞二进制从无限分离到几个轨道之前合并。我们采用渐近匹配的技术，将每个自旋黑洞附近的扰动克尔度规连接到更远的近区后牛顿度规。后者已经自然地匹配到远区，后闵可夫斯基度量，占全部时间延迟。其结果是一个4-度量，它在空间和一小丛空间超曲面中近似处处有效。我们在这里限制我们的注意力准圆轨道，但该方法是有效的任何轨道运动或物理场景，提供一个重叠区域的有效性或缓冲区存在。这样一个度量的一个简单的扩展将允许未来的研究吸积盘和喷流动力学周围的旋转回洞双星。
2012-08-31 gr-qc
Collision of spinning particles near BTZ black holes
研究了Bañados-Teitelboim-Zanelli（BTZ）黑洞附近自旋粒子的碰撞性质.我们的结果表明，虽然当两个进入的粒子中有一个具有临界角动量时，它们的质心能量会发生发散，但是由于类时约束的破坏，具有临界角动量的粒子不可能存在于视界之外.进一步的详细研究表明，在极端旋转BTZ黑洞附近，只允许具有亚临界角动量的粒子存在，并且在临界角动量极限内，相应的碰撞质心能量可以任意大.
2019-12-31 gr-qc
Transition from inspiral to plunge in precessing binaries of spinning black holes
我们研究了自旋黑洞双星的非绝热动力学，通过使用一个完整的辐射-反作用力的分析哈密顿量，包含自旋耦合，这符合已知的准圆轨道上的能量和角动量损失率。我们考虑一个简单的后牛顿扩展的哈密顿量（包括自旋依赖项），和一个版本的有效的单体方法定义的图解后牛顿哈密顿量。我们重点讨论了自旋项对动力学和波形的影响。我们计算了在最后的螺旋和暴跌阶段释放的能量和角动量。对于等质量的双星，当使用更可靠的有效单体动力学时，发现在40 Hz和超过我们的分析处理变得不可靠的频率之间释放的能量为：反对齐的最大自旋黑洞为0.6% M，对齐的最大自旋黑洞为5% M，非自旋配置为1.8% M。为了证实以前的结果，我们发现，对于所考虑的所有双星，无量纲旋转参数J/E^2在螺旋的末端总是小于1，因此克尔黑洞可以在螺旋阶段之后立即形成。通过匹配准正常模式衰荡的最后一个可靠的阶段的暴跌，我们构建完整的波形近似描述的引力波信号发射的整个过程中的旋进双星的旋转黑洞。
2005-08-16 gr-qc
Possibility of Over-spinning Kerr Blackhole
我们已经开发了一种方法来测试古老的宇宙审查假设克尔几何。我们已经证明了克尔黑洞可以被从最内层稳定圆轨道捕获的粒子超旋。然而，对于来自无穷远的粒子来说，似乎不会发生这种情况。我们还观察到，只有当黑洞接近一个接近极值的极限时，过旋才成为可能，而这个极限随着黑洞质量的增加而接近。我们的研究表明，一个极端的黑洞不可能过度旋转。然而，我们的方法忽略了反作用和自作用力的影响，这可能会影响过旋。
2023-03-20 gr-qc
Non-perturbative spinning black holes in dynamical Chern-Simons gravity
在动态Einstein-Chern-Simons引力场中，通过直接求解场方程构造了自旋黑洞，而不需要借助于任何微扰展开。这个模型是通过在爱因斯坦-希尔伯特作用量中加入一个特定的高曲率修正：庞特里亚金密度，线性耦合到一个标量场而得到的。旋转的黑洞是爱因斯坦引力的克尔解的稳定、轴对称、渐近平坦的推广，但它们具有非平凡（奇宇称）的标量场。它们在视界内外都是正则的，并且满足广义Smarr关系。我们在自旋和质量分布、视界角速度、能区和测地运动的一些基本性质等方面讨论了对Kerr的偏离。对于足够小的值的陈-西蒙斯耦合，我们的结果匹配那些以前获得的微扰方法。
2018-06-28 gr-qc
The Onset of Chaotic Motion of a Spinning Particle around the Schwarzchild Black Hole
在Schwarzchild黑洞时空中，我们证明了粒子的自旋可以触发混沌运动。将粒子的自旋作为微扰，利用Melnikov方法，我们发现微扰后的稳定轨道和不稳定轨道相互纠缠，说明了粒子运动中混沌行为的开始。
2004-06-25 gr-qc
Hawking radiation via tunneling from the spacetime of a spinning cosmic string black holes
在本文中，我们研究了霍金辐射作为一个无质量的粒子隧穿过程的事件视界的Schwarzschild和Reissner-Nordström黑洞被一个无限长的旋转宇宙弦和一个全球性的黑洞。应用WKB近似和对静止轴对称时空使用广义Painlevé线元，并考虑到由于拓扑缺陷的存在，黑洞的ADM质量减小，证明了这些黑洞的Hawking温度保持不变.研究了带电大质量粒子从Reissner-Nordström黑洞中的隧穿，在这两种情况下，隧穿速率都与Bekenstein-Hawking熵的变化有关.结果扩展了Parikh和Wilczek的工作，并与一个基本的酉理论是一致的。
2015-10-26 gr-qc
Spinning boson stars and hairy black holes with non-minimal coupling
在Einstein-Klein-Gordon模型中，我们得到了自旋玻色子星解和具有同步头发的多毛黑洞，其中标量场是有质量的，复杂的，并且与Ricci标量有非最小耦合.在这个模型中，这些多毛的黑洞的存在提供了另一种同步机制的普遍性的表现，以赋予旋转的黑洞头发。研究了玻色子星和多毛黑洞的物理性质随标量场和曲率耦合参数的变化，表明它们与最小耦合情况下的物理性质定性一致.通过对爱因斯坦坐标系的共形变换的讨论，我们证明了在共形正则条件下，这里的解在极小耦合理论中提供了新的旋转玻色子星和具有特定势的多毛黑洞解，而在非极小耦合理论中不存在球对称多毛黑洞解.
2018-03-21 gr-qc
Scattering of two spinning black holes in post-Minkowskian gravity, to all orders in spin, and effective-one-body mappings
我们证明了在简单映射下，三个不同系统动力学之间的等价性--（i）任意质量比的双自旋黑洞系统，（ii）背景Kerr时空中的自旋测试黑洞，和（iii）Kerr中的测地线运动--当每一个都被考虑在广义相对论的第一后闵可夫斯基（1 PM）近似下时，也就是说，到线性阶$G$，但到$1/c$中的所有阶，到黑洞自旋中的所有阶，以及它们的线性化引力场的多极展开中的所有阶。这是通过计算两个自旋黑洞之间弱引力散射相遇的净结果来实现的，即作为入射状态的函数的黑洞动量和自旋的净$O(G)$变化。结果以非常简单的封闭形式给出，通过求解自旋黑洞的有效Mathisson-Papapetrou-Dixon型运动方程，结合线性化的爱因斯坦方程，与克尔解进行适当的匹配。散射的结果完全编码规范不变的内容的规范哈密顿在1 PM秩序的双黑洞动力学，通用（未绑定和绑定）的轨道和自旋方向。我们推导出一个这样的哈密顿量，它再现和求和的1 PM部分的所有这些以前的后牛顿的结果，并直接体现了等价的测试体限制通过简单的有效单体映射。
2017-09-29 gr-qc
New conformally flat initial data for spinning black holes
我们得到一个明确的解决方案的动量约束共形平坦，最大切片，初始数据，这给人一种替代的纯纵向外在曲率的Bowen和York。新的解决方案是相关的，在一个精确的形式，与外部曲率的克尔切片。我们研究这些新的初始数据表示自旋黑洞的数值求解的哈密顿约束。它们具有以下特征：i）对于所有允许的旋转参数值，它们比相应的单个旋转Bowen-York黑洞包含更少的辐射。ii）该解所达到的最大旋转参数$J/m^2$高于纯纵向解的最大旋转参数，从而允许描述更接近于最大旋转克尔的空穴。我们讨论了这些性质的物理解释及其与弱宇宙监督猜想的关系。最后，我们推广的数据，多个黑洞使用“打孔”和等距公式。
2002-01-18 gr-qc
The Marolf-Ori singularity inside fast spinning black holes
本文用数值方法研究了在标量场或真空引力扰动下，线性扰动快速自旋黑洞内视界出射支处的有效激波奇异性。我们证明了Marolf-Ori奇异性的发生，包括标量场模型的标量场$ϕ$中的阶数单位的变化，以及真空引力扰动模型的Weyl标量$ψ_0$和$ψ_4$（由视界函数$Δ$适当地重新缩放）和Kretschmann标量曲率$K$中的阶数单位的变化。我们量化的冲击锐化效应，并表明，在所有情况下，其利率与预期一致。
2019-01-10 gr-qc
Motion of a spinning particle around an improved rotating black hole
利用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程和Tulczyjew自旋补充条件，研究了在量子改进的旋转黑洞（RBH）时空赤道面上运动的自旋测试粒子的圆轨道.这个背景度规包含了一个依赖于位置的引力常量$G(r)$，它的行为决定了对最内稳定圆轨道（ISCO）性质的量子修正。结果表明，量子改进的RBH的事件视界半径和ISCO半径都小于Schwarzschild和Kerr解的半径.
2023-02-23 gr-qc
Spinning Black Holes in Modified Gravity via Spectral Methods
Illinois Center for Advanced Studies of the Universe & Department of Physics, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校高级宇宙学中心及物理系）；DAMTP, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge（剑桥大学数学科学中心应用数学与理论物理系）
本文提出了一种高效的谱方法，用于在修正引力理论中精确表示旋转黑洞的时空结构，实现了高精度的解析解。
2026-01-19 gr-qc
Spinning LQG black hole as a particle accelerator
本研究证明自旋圈量子引力（LQG）黑洞可作宇宙粒子加速器，其无奇点且自旋可超克尔黑洞，额外量子毛发影响粒子动力学，极端情况碰撞质心系能量可任意高，非极端情况有上限且取决于LQG参数，对天体物理及普朗克尺度物理探测有意义。
2025-07-08 gr-qc
Spinning test body orbiting around a Kerr black hole: Eccentric equatorial orbits and their asymptotic gravitational-wave fluxes
本文利用Teukolsky的频域和时域方法计算了自旋体在Kerr黑洞的偏心赤道轨道上的引力波通量。自旋体被表示为一个点粒子以下的Mathisson-Papapetrou-Dixon方程的极-偶极近似。通过对这些方程的重新表述，我们不仅可以根据运动常数求出自旋粒子的运动轨迹，而且还提供了一种计算该运动轨迹的方位角频率和径向频率的方法。使用这些轨道量，我们介绍了机械计算通过频域Teukolsky形式主义的能量和角动量通量在无穷远，在地平线上，随着在无穷远的引力应变。我们crosscheck从频域方法获得的结果与从时域Teukolsky方程求解器称为Teukode获得的结果。
2021-06-01 gr-qc
Innermost stable circular orbit of spinning particle in charged spinning black hole background
本文研究了经典自旋试验粒子在Kerr-Newman黑洞背景下的最内层稳定圆轨道。结果表明，自旋粒子的轨道与测试粒子的自旋有关。如果自旋太大，自旋测试粒子的运动将是超光速的。考虑到黑洞背景中的超光速约束，我们给出了ISCO的一个附加条件。数值计算得到了ISCO与黑洞和测试粒子性质之间的关系。发现在黑洞背景中，自旋粒子的ISCO半径小于非自旋粒子的ISCO半径。
2017-11-26 gr-qc hep-th
Spinning boson stars and Kerr black holes with scalar hair: the effect of self-interactions
自相互作用玻色子星已经被证明可以减轻非自相互作用玻色子星的天体物理最大质量。本文报道了自旋自相互作用玻色子星的一些物理特征，即它们的紧致性、能区的出现和标量场分布。结果与一般的图片，这些玻色子星是比较不紧凑的非自相互作用的。我们还简要讨论了标量自相互作用对具有标量毛的克尔黑洞性质的影响。
2016-04-21 gr-qc
Effective one body Hamiltonian of two spinning black-holes with next-to-next-to-leading order spin-orbit coupling
基于最近计算的自旋双星\cite{Hartung:2011te}的次次领头阶（NNLO）后牛顿（PN）自旋轨道哈密顿量，我们将自旋黑洞动力学的有效单体（EOB）描述扩展到自旋轨道相互作用中的NNLO.本文将文献\cite{Damour:2008qf}中计算的次首阶（NLO）自旋轨道哈密顿量推广到NNLO。本EOB哈密顿量再现了测试粒子极限情况下通过NNLO的自旋轨道耦合。此外，在自旋平行于或反平行于轨道角动量的情况下，当存在圆轨道时，我们发现引入NNLO自旋轨道项可以缓和NLO自旋轨道耦合的影响.
2013-09-05 gr-qc
Hyperbolic scattering of spinning particles by a Kerr black hole
在Mathisson-Papapetrou-Dixon模型中研究了自旋为线性序的测试粒子被Kerr黑洞散射的问题。粒子的自旋和轨道角动量与黑洞的自旋一致。粒子的质量和自旋长度都被假定为与背景曲率的特征长度尺度相比很小，以避免反反应效应。我们解析计算的修改由于粒子的自旋散射角，近星点位移，捕获的条件由黑洞，扩展以前的结果有效的非旋转史瓦西背景。最后，我们讨论了如何推广目前的分析超出了线性近似自旋，包括自旋平方修正的情况下，黑洞一样的四极结构的扩展测试机构。
2017-07-31 gr-qc
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
Effect of gravitational radiation reaction on circular orbits around a spinning black hole
本文计算了自旋（Kerr）黑洞的圆形轨道上引力辐射反应的影响，得到了以$S$（黑洞自旋角动量的大小）和引力强度$M/r$（其中$M$是黑洞的质量，$r$是轨道半径，$G=c=1$）为主导的结果。辐射反应使轨道收缩，但仍保持圆形，并使轨道平面非常缓慢地与空穴的自旋反向排列：$\tan (ι/2) = \tan (ι_0 /2) [1+(61/72)(S/M^2) (M/r)^{3/2}]$，其中$ι$是轨道平面的法线与自旋方向之间的夹角，$ι_0$是当$r$非常大时$ι$的初始值。
1995-06-08 gr-qc
Gravitational waveform model based on photon motion for spinning black holes
双黑洞合并的波形包括螺旋、合并和衰荡三部分。通常，内旋波可以通过后牛顿近似标定得到，合并波和衰荡波可以通过黑洞微扰理论的准正规模得到。然而，对于更一般的黑洞，准正规模的计算并不是微不足道的。本文利用光子球得到自旋黑洞的准正规模。然后将衰荡波与内旋波相连接，得到完整的波形，并与数值相对论得到的波形进行比较。我们发现它们彼此匹配得很好。原则上，这种方法可以推广到一般的紧致对象。作为例子，给出了参数化轴对称黑洞的衰荡波形。我们也用这种方法得到了加速的末级黑洞的振铃信号，这是由于合并过程中的引力反冲。即使在极端的情况下，由于反冲而产生的加速度也不能产生可检测的影响。
2022-11-14 gr-qc
Adiabatic equatorial inspirals of a spinning body into a Kerr black hole
未来天基引力波探测器对极质量比引力波的探测需要足够精确的波形模板。由于较小次级体的自旋对于EMRI的探测和参数估计是不可忽略的，我们研究了它对带有自旋次级体的EMRI的引力波相位的影响。我们专注于一般偏心赤道轨道周围的克尔黑洞。为了模拟旋转的次级物体，我们使用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程的极-偶极近似。此外，我们在自旋的轨道变量和引力波通量从各自的轨道线性化。我们得到这些通量通过使用Teukolsky形式主义在频域中。导出了自旋诱导修正对内旋绝热演化的演化方程。最后，通过对它们的数值积分，我们得到了自旋体和非自旋体的内旋引力波相移。
2022-01-18 gr-qc
Properties of the Innermost Stable Circular Orbit of a spinning particle moving in a rotating Maxwell-dilaton black hole background
本文研究了黑洞时空中旋转Maxwell-Em粒子的最内层稳定圆轨道。利用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程和Tulczyjew自旋补充条件，得到了赤道面内的运动方程，并从径向方程得到了描述粒子运动的有效势。结果表明，自旋粒子在旋转带电背景中运动的ISCO半径总是小于相应的Kerr-Newman时空中的ISCO半径。在所有研究的情况下，粒子自旋的增加都会导致ISCO半径的减小，自旋的最大值和相应的最小ISCO半径是通过施加一个条件来保证粒子世界线的类时性质而获得的。
2019-05-03 gr-qc
Self-force corrections to the periapsis advance around a spinning black hole
第一次计算了旋转黑洞周围赤道轨道近心点推进的质量比线性修正，并达到了很高的精度，为不同的旋转双星建模方法提供了一个关键的基准。利用计算的高精度来区分4PN运动方程的两个最近不相容的推导。最后，最内层稳定轨道（ISCO）附近的近心点推进的极限允许确定ISCO位移，验证了先前使用二元力学第一定律的计算。ISCO位移的计算进一步扩展到近极值制度（自旋高达$1-a=10^{-20}$），揭示了新的意想不到的现象。特别是，我们发现ISCO的移动没有一个明确的极值极限，而是继续振荡。
2016-12-19 gr-qc
