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奇异时空中的带电粒子动力学:类氢映射与曲率修正热力学

广义相对论与量子宇宙学 2026-02-25 v2 高能天体物理现象 高能物理 - 理论

摘要

我们分析了在 Einstein--Maxwell--Scalar (EMS) 框架下作为带电虫洞无质量极限出现的奇异无视界时空中带电测试粒子的动力学。该几何结构仅由电荷 QQ 维持,具有无限序列的曲率奇点壳层,其中最外层位于 r=2Qπ r_* = \frac{2|Q|}{\pi} 作为非径向运动的硬边界,而径向轨迹能否到达该边界取决于粒子的荷质比 q/m |q|/m 。利用精确的首个积分,我们构造了有效势,并获得了圆轨道半径、径向本轮频率和方位进动率。在弱场极限下(rQ r \gg |Q| ),运动退化为带有微小曲率诱导逆行进动的库仑系统。在大半径处,该动力学映射为类氢系统,曲率修正诱导微扰能量偏移。趋近 r r_* 时,势发散,产生硬壁限制。曲率修正同样改变了谱热力学,提升了能量并略微改变了熵和热容。我们的结果刻画了从类牛顿轨道到强限制、曲率主导动力学的转变。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.16289,
  title  = {Charged particle dynamics in singular spacetimes: hydrogenic mapping and curvature-corrected thermodynamics},
  author = {Abdullah Guvendi and Semra Gurtas Dogan and Omar Mustafa and Hassan Hassanabadi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.16289},
  year   = {2026}
}

备注

16 pages, 5 figures, 4 tables (To appear in International Journal of Geometric Methods in Modern Physics)