受限彭罗斯过程与黑洞炸弹

我们考虑一个能量为 $E_{0}>0$ 的粒子在黑洞能层内的衰变。第一次衰变后，其中一个能量为 $E_{1}<0$ 的粒子落向黑洞，而第二个能量为 $E_{2}>E_{0}$ 的粒子向外运动。它从一个反射壳层反弹回来，之后该过程重复进行。对于带电粒子在 Reissner-Nordström 度规中的径向运动，结果强烈依赖于具体场景。特别地，壳层内能量的无限增长是可能的，从而引发黑洞炸弹。我们还考虑了中性粒子在旋转轴对称稳态黑洞背景中的类似多重过程。我们证明，如果粒子衰变发生在转折点，这种情况下的黑洞炸弹是完全不可能的。对于能层内的一个一般点，存在黑洞炸弹存在的条件。该条件关联了衰变前后的质量比以及碎片在质心系中的速度。