旋转黑洞周围有质量与无质量粒子的碰撞：一般性分析

我们考虑旋转黑洞视界附近有质量（电子）与无质量（光子）粒子之间的碰撞。与有质量粒子间的碰撞类似，在某些情况下质心系能量会出现无穷大。具体而言，其中一个粒子的能量与角动量关系需满足特殊形式（“临界”粒子），而另一个粒子则不满足（“普通”粒子）。我们分析了临界与普通粒子所有可能的配对组合。该效应的存在与否取决于两个因素的竞争——光子向黑洞传播时的引力蓝移，以及从局域非旋转参考系变换到共动参考系引起的多普勒效应。由此，我们对质心系能量无限增长效应提出了一种纯运动学解释。