Electromagnetic-gravitational perturbations of Kerr-Newman spacetime: the Teukolsky and Regge-Wheeler equations
我们导出了控制Kerr-Newman时空对电磁-引力耦合扰动的线性稳定性的方程。该方程推广了著名的Teukolsky方程的曲率扰动的克尔,和Regge-Wheeler方程的度量扰动的Reissner-Nordström。由于“自旋1场和自旋2场之间的耦合的表观不可分解性”,正如Kerrrasekhar所说,Kerr-Newman时空的稳定性不能通过模中的标准分解来获得。由于不可能将引力场和电磁场的模解耦,以前没有导出控制Kerr-Newman线性稳定性的方程。利用Kerr的张量方法,我们得到了一组适用于Kerr Newman扰动的广义Regge-Wheeler方程,它适用于用物理空间方法研究线性化稳定性.物理空间分析克服了自旋1和自旋2场耦合的问题,并代表了对克尔-纽曼黑洞稳定性的分析证明的第一步。
2020-10-12 gr-qc math-ph math.AP
Separation of variables for coupled radiative perturbations of Kerr-Newman-de Sitter black holes
Institute for Advanced Research, Nagoya University(名古屋大学高等研究院)
该研究将Hintz的辐射扰动变量分离方法推广至克尔-纽曼-德西特黑洞,建立耦合方程组的分离形式与边界条件,拓展了精确分离的适用范围。
2026-10-20 gr-qc math-ph math.MP
Interacting Kerr-Newman Electromagnetic Fields
本文研究Kerr-Newman解在引力常数趋于零极限下的电磁场性质,通过计算两个旋转电磁场叠加的Lagrangian得到相互作用势,揭示了自旋对Coulomb相互作用的修正。
2024-08-05 gr-qc math-ph math.MP
Quantitative mode stability for the wave equation on the Kerr-Newman spacetime
本文证明了Kerr-Newman黑洞波动方程的模式稳定性类型的定量形式在整个次极值范围内是成立的。实轴上的模式稳定性的结果,然后应用于证明集成的本地能量衰减的解决方案限制在一个有界的频率制度。这是一个重要的元素证明的无限制有界性和衰减声明,在即将到来的同伴文件。
2014-05-14 gr-qc math-ph math.AP
Solutions to the Dirac Equation in Kerr-Newman Geometries including the black-hole region
Universität Regensburg(雷根斯堡大学);Humboldt Universität zu Berlin(柏林洪堡大学)
本文利用能层穿透坐标和新曼-彭罗斯形式主义,研究克尔-新曼时空中的狄拉克方程,并推导了径向解在无穷远和柯西视界处的渐进行为。
2023-02-07 gr-qc math-ph math.AP
On the local energy decay of solutions of the Dirac equation in the non-extreme Kerr-Newman metric, I
研究了Dirac方程在非极端Kerr-Newman度规下解的局部能量衰减。首先,我们将狄拉克方程写成柯西问题,并定义狄拉克算子。证明了Dirac算子在适当的Hilbert空间中是自伴的。利用Kerr-Newman定理,我们证明了在Kerr-Newman黑洞的事件视界外的任何紧致区域中,每个粒子的能量在时间平均上衰减.
2008-02-04 math-ph math.MP
The point spectrum of the Dirac Hamiltonian on the zero-gravity Kerr-Newman spacetime
在这篇短文中,我们回顾了零重力Kerr-Newman时空中的Dirac方程。我们的主要目的是提供zGKN谱的束缚态分类与氢原子的通常类氢态$1s_{1/2}$、$2s_{1/2}$等之间的对应关系。
2021-11-03 gr-qc hep-th math-ph
Chandrasekhar separation ansatz and the generalized total angular momentum for the Dirac equation in the Kerr-Newman metric
本文计算了Dirac粒子在Kerr-Newman度规中广义平方总角动量算符$J$的平方根。由双曲塞卡尔分离系数导出的分离常数$λ$是$J$的本征值。在证明了$J$是一个对称算子之后,我们证明了扁球坐标系下Dirac方程的Schirrasekhar Answer的完备性,并导出了传播子$e^{-itH}$的显式表达式.
2006-07-05 gr-qc hep-th math-ph
Regularity of a double null coordinate system for Kerr-Newman-de Sitter spacetimes
本研究构建了Kerr-Newman-de Sitter时空的双零坐标系,证明其交面二维球面的$C^\infty$光滑性,可推广Kerr时空的相关结果,并以黑洞内部波动方程结果为例验证了应用价值。
2024-07-10 gr-qc math-ph math.AP
Dirac's point electron in the zero-gravity Kerr--Newman world
本文报道了零引力Kerr-Newman时空中点电子的狄拉克哈密顿量的研究结果;这里的“零引力”是指G到0,这里G是牛顿的万有引力常数,其极限是在最大解析扩展的拓扑非平凡Kerr-Newman时空的Boyer-Lindquist坐标图中实现的。简而言之,结果是:Dirac哈密顿量的本质自伴性,它的谱关于零的反射对称性,本质谱的位置,在零附近有一个间隙;和(在一些参数的两个小假设下)在该间隙中存在点谱,对应于Dirac点电子在零G Kerr-Newman环奇点电磁场中的束缚态。谱的对称性结果推广到具有不同电偶极矩与磁偶极矩之比的零G Kerr-Newman时空中点电子的Dirac哈密顿量。结果进行了讨论的背景下,广义相对论氢问题。此外,在最后一节中还列出了一些值得进一步研究的有趣项目。
2015-05-20 gr-qc math-ph math.MP
Quasi-normal modes for Dirac fields in Kerr-Newman-de Sitter black holes
本文给出了慢旋转Kerr-Newman-deSitter黑洞中Dirac场在任意固定宽度带中的准正规模(共振)的完整渐近描述。共振以类似于塞曼效应的方式分裂。该方法基于Dyatlov 2011,2012应用于(不带电)Kerr-de Sitter黑洞的Dirac算子的扩展技术。我们证明了狄拉克场的质量对共振展开式中的两个首项没有影响。
2016-06-13 gr-qc math-ph math.AP
On a zero-gravity limit of the Kerr--Newman spacetimes and their electromagnetic fields
本文讨论了极大解析扩展Kerr-Newman电真空时空{用Boyer-Lindquist坐标表示}的$G$(万有引力的牛顿常数)为零的极限。我们研究了在这种极限下出现的拓扑非平凡时空,并证明了它是由两个粘在类时固体圆柱上的平坦闵可夫斯基时空组成的。作为$G\to 0$,克尔-纽曼时空的电磁场收敛到麦克斯韦方程在这个背景时空上的非平凡解。我们展示了如何通过求解麦克斯韦方程组与奇异源只支持一个圆在一个类空切片的时空,以获得这些领域。这些来源不遭受任何的病理困扰的替代来源发现在以前的尝试解释克尔-纽曼场的拓扑简单闵可夫斯基时空。我们刻画了这些源的奇异性,证明了在环奇异性处具有相同爆破行为的所有函数中,Kerr-Newman静电势和磁流函数是麦克斯韦方程组的唯一解.
2014-11-16 gr-qc math-ph math.AP
Existence of exponentially growing finite energy solutions for the charged Klein-Gordon equation on the De Sitter-Kerr-Newman metric
我们证明了在De Sitter-Kerr-Newman度规下,当场的电荷和质量很小,黑洞的角动量很小时,带电荷的Klein-Gordon方程的有限能量解的存在性.其背后的机制是零电荷、零质量和零角动量的零共振移动到上半平面。
2020-04-06 math-ph math.AP math.MP
The massive Dirac equation in the Kerr-Newman-de Sitter and Kerr-Newman black hole spacetimes
研究了在弯曲的带电旋转Kerr-Newman-(anti)de Sitter黑洞(BH)中描述自旋为半整数的大质量带电粒子动力学的Dirac广义相对论方程的精确解.我们首先,推导出DE在克尔-纽曼-德西特(KNdS)BH背景下使用广义Kinnersley无效四分体的纽曼-彭罗斯形式主义。在这个框架中,我们证明了分离的DE成常微分方程的径向和角度的部分。在特定的变换下的独立和因变量,我们证明了变换后的径向方程的一个巨大的带电自旋$\frac{1}{2}$费米子的背景KNdS BH构成一个高度非平凡的推广Heun方程。使用Regge-Wheeler-like独立变量,我们将KNdS背景中的径向方程转化为Schrödinger-like微分方程,并研究其在事件和宇宙学视界附近的渐近行为。对于Kerr-Newman(KN)BH背景下的大质量费米子(MF),我们首先证明了由DE分离所产生的径向和角度方程可归结为广义Heun微分方程(GHE)。这种GHE的局部解的推导和描述全纯函数的幂级数系数由一个四项递归关系。利用渐近分析,我们得到了远离KN BH的MF解和靠近事件视界的解。研究了在KN背景下分离常数的本征值问题。利用上述四项递推公式,我们证明了在非极端KN几何中不存在具有$ω^2<μ^2$的束缚态,其中$ω$和$μ$分别是费米子的能量和质量.
2019-04-02 astro-ph.GA gr-qc hep-th
The Dirac point electron in zero-gravity Kerr--Newman spacetime
在零引力极限下研究了拓扑非平凡极大解析扩展电磁克尔-纽曼时空中点电子的狄拉克波动方程;这里的“零引力”是指$G\to 0$,其中$G$是万有引力的牛顿常数。得到了以下结果:静态类空切片上的形式狄拉克哈密顿量本质上是自伴的;自伴扩张的谱关于零对称,具有关于零的间隙的连续统,在两个小性条件下,包含点谱。我们的一些结果推广到具有不同电磁偶极距比的零$G$ Kerr-Newman时空。
2015-05-20 gr-qc math-ph math.AP