带电膨胀黑洞作为粒子加速器

我们研究了在带电膨胀黑洞视界附近碰撞的中性粒子在质心系中达到任意高能量的可能性。我们表明，在膨胀黑洞背景下，无需精细调节角动量参数即可实现无限能量。发现极端膨胀黑洞无限红移面附近粒子碰撞的质心能量$({\cal E}_{cm})$任意大，而非极端带电膨胀黑洞的能量有限。我们还比较了极端Reissner-Nordström(RN)黑洞和Schwarzschild黑洞在视界、ISCO（最内稳定圆轨道）和MBCO（边缘束缚圆轨道）处的${\cal E}_{cm}$。我们发现对于极端RN黑洞，不等式为${\cal E}_{cm}\mid_{r_{+}}>{\cal E}_{cm}\mid_{r_{mb}}> {\cal E}_{cm}\mid_{r_{ISCO}}$，即${\cal E}_{cm}\mid_{r_{+}=M}: {\cal E}_{cm}\mid_{r_{mb}=\left(\frac{3+\sqrt{5}}{2}\right)M} : {\cal E}_{cm}\mid_{r_{ISCO}=4M} =\infty : 3.23 : 2.6$。而对于Schwarzschild黑洞，CM能量比为${\cal E}_{cm}\mid_{r_{+}=2M}: {\cal E}_{cm}\mid_{r_{mb}=4M} : {\cal E}_{cm}\mid_{r_{ISCO}=6M} = \sqrt{5} : \sqrt{2} : \frac{\sqrt{13}}{3}$。对于Gibbons-Maeda-Garfinkle-Horowitz-Strominger (GMGHS)黑洞，该比为${\cal E}_{cm}\mid_{r_{+}=2M}: {\cal E}_{cm}\mid_{r_{mb}=2M} : {\cal E}_{cm}\mid_{r_{ISCO}=2M} =\infty : \infty : \infty$。