renormalization group improved Schwarzschild 黑洞周围测试粒子的动力学

在本文中，我们研究了在外部渐近均匀磁场存在下，中性、带电及磁化粒子围绕 renormalized group improved (RGI) Schwarzschild 黑洞的动力学。我们通过考察 Ricci 标量、Ricci 张量平方与 Kretschmann 曲率标量分析了 RGI 黑洞周围的时空结构，并表明仅当参数 $\gamma=0$ 时曲率在黑洞中心变为无穷，而对于非零的 $\gamma$ 参数，黑洞曲率反映了正则黑洞的性质。通过分析 RGI 黑洞周围中性测试粒子的最内稳定圆轨道，并与旋转 Kerr 黑洞的结果比较，我们表明 RGI 黑洞参数可模仿 Kerr 黑洞的旋转参数直至 $a/M \lesssim 0.31$，给出相同的 ISCO 半径。由于吸积盘的天文观测证实天体物理黑洞以高达 $a/M \sim 0.99$ 的自旋参数快速旋转，可以得出结论：RGI Schwarzschild 黑洞参数对中性粒子圆轨道的影响无法模仿 Kerr 黑洞。随后，利用 Hamilton-Jacobi 方程分析了在外部渐近均匀磁（电磁）场与磁化（带电）粒子之间强相互作用存在下，带电与磁化粒子在 RGI 黑洞附近的运动。我们表明 RGI 黑洞参数定量地改变了带电与磁化粒子的动力学，特别是粒子的 ISCO 半径随参数 $\lambda$ 增大而减小，而参数 $\gamma$ 增大会导致其增大。