弦论启发的旋转爱因斯坦-麦克斯韦-扩散-轴子黑洞中的能量提取与粒子加速

我们研究了旋转爱因斯坦-麦克斯韦-扩散-轴子 (EMDA) 黑洞中的能量提取和粒子加速，聚焦于扩散发饰 $b\le 0$ 对近视野能量学相对于 Kerr 的影响。对于 Penrose 过程，我们推导了最大效率的解析表达式，表明负的 $b$ 可在极端情形下显著增强理想收益（例如，当 $b=-0.3$ 时可达约 $91\%$）。随后我们计算不可约质量 $M_{\rm irr}$ 和相应的旋转可提取能量 $\mathcal{E}_{\rm rot}\equiv M-M_{\rm irr}$，发现 $M_{\rm irr}$ 随着 $b$ 变得更负而单调减小，而 $\mathcal{E}_{\rm rot}$ 则增加，表明旋转能量储备更大；在极端情形下，旋转所提取的比例为 $\mathcal{E}_{\rm rot}/M\simeq 0.63$（EMDA），而在 $b=0$ 时降至 Kerr 值 $\simeq 0.29$。通过 Wald 和 Bardeen-Press-Teukolsky 边界量化与量子碎片产生相关的运动约束；这些边界随 $b$ 变得更负而逐渐松弛。对于波超辐射，我们获得了通量平衡和放大窗口 $0<\beta<k\Omega_H$，其中 $\Omega_H$ 通过 $\Xi=r_H^{2}+2br_H+a^{2}$ 表示；负的 $b$ 修改 $\Omega_H$ 并扩大表现出负视野通量的参数区域。最后，我们分析了两粒子碰撞并推导了 $E_{\rm cm}$，发现 Bañados-Silk-West 发散在视野处仍然存在，当一粒子被调谐到临界角动量 $L_c=E/\Omega_H$ 时；而对于一般角动量，$E_{\rm cm}$ 保持有限。总体而言，EMDA 中的扩散发饰同时放大了能量提取通道并重塑了支配高能碰撞的近视野阈值。