带标量场的黑洞作为粒子加速器

我们考虑具有背景标量场的稳态轴对称黑洞以及可直接与该场相互作用的测试粒子。那么，黑洞附近的粒子碰撞可导致质心系中无界能量 $E_{c.m.}$（与文献中某些近期主张相反）。若其中一个粒子中性而另一个具有非零标量电荷，则这总是发生。在运动学上，此处出现两种情况。(i) 中性粒子以光速接近视界，而带电粒子的速度与之保持分离（这是测地线粒子碰撞情况的直接类似）。(ii) 两个粒子均以几乎等于光速但速率不同的速度接近视界。结果，在两种情况下相对速度也接近光速，从而 $E_{c.m.}$ 变得无界。我们还考虑黑洞附近度规系数 $g_{\phi \phi }\rightarrow 0$ 的情况。此时，几何因子与标量场存在的重叠开启了额外的场景，其中无界能量 $E_{c.m.}$ 也可能出现。我们给出了所考虑情形下高能碰撞可能场景的完整列表。