径向下落至 Schwarzschild 黑洞的带电粒子所产生的电磁辐射:复角动量描述
广义相对论与量子宇宙学
2020-07-07 v2 高能物理 - 理论
摘要
我们利用复角动量技术,研究从无穷远径向下落至 Schwarzschild 黑洞的带电粒子所产生的电磁辐射。我们考虑了粒子初始静止与以相对论速度发射两种情况,并构建了定义 Maxwell 标量 及在空间无穷远处观测到的能谱 的偏波展开的复角动量表示与 Regge 极点近似。我们特别表明,仅涉及一个 Regge 极点的 Regge 极点近似提供了这些偏波展开的有效重求和,使我们能够(i)在无需起始时间的情况下以非常好的一致性重现黑洞铃宕,(ii)以相当好的一致性描述信号的尾波,有时也包括前铃宕阶段,以及(iii)解释带电粒子辐射的电磁能谱中的振荡。本工作以及此前关于落入 Schwarzschild 黑洞的有质量粒子所产生引力辐射的工作 [A. Folacci and M. Ould El Hadj, Phys. Rev. D\textbf{98}, 064052 (2018), arXiv:1807.09056 [gr-qc]] 凸显了在复角动量框架下研究黑洞辐射的益处(当所获得的近似仅涉及少量 Regge 极点且具有清晰物理解释时益处显而易见),同时也揭示了该方法的局限(当必须考虑背景积分贡献时即属此情况)。
引用
@article{arxiv.2004.07813,
title = {Electromagnetic radiation generated by a charged particle falling radially into a Schwarzschild black hole: A complex angular momentum description},
author = {Antoine Folacci and Mohamed Ould El Hadj},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.07813},
year = {2020}
}
备注
arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1807.09056, v2 : A few typos corrected and minor changes in the text to match the published version