Kerr时空中自旋粒子的混沌与动力学
广义相对论与量子宇宙学
2014-11-21 v1
摘要
我们利用Papapetrou方程通过数值积分研究了旋转黑洞Kerr时空中自旋粒子的混沌动力学。由于自旋，该系统存在许多混沌解，并表现出一些特殊的动力学特征。我们利用一种在广义相对论中定义的全新快速Lyapunov指标（FLI），研究了轨道混沌与自旋大小S、近心点、极角和Kerr旋转参数a之间的关系。Lyapunov指数（LE）的经典定义在弯曲时空中可能失效。我们强调，对于这种情况，庞加莱截面不能用于检测混沌。通过计算，发现了一些有趣的新结论：尽管混沌更容易在较大的S下出现，但并不总是单调地依赖于S；Kerr参数a对混沌的出现有相反的作用。此外，粒子的自旋可以破坏轨道关于赤道面的对称性。对于某些特殊的初始条件，轨道存在平衡点。
引用
@article{arxiv.1006.2229,
title = {Chaos and dynamics of spinning particles in Kerr spacetime},
author = {Wen-Biao Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:1006.2229},
year = {2014}
}
备注
17 pages, 12 figures