超 Penrose 过程的逃逸概率

我们考虑在极端 Kerr 黑洞赤道平面上运动的两个大质量粒子的正面碰撞，该碰撞产生两个无质量粒子。聚焦于两个碰撞粒子均具有零角动量的典型情况，我们表明在碰撞点的事件视界极限下，此类碰撞中产生的无质量粒子可以携带任意大的能量逃逸至无穷远。此外，如果我们假设产生的无质量粒子的发射在质心系中是各向同性的但被限制在赤道平面内，则产生的无质量粒子的逃逸概率趋近于 $5/12$，并且几乎所有逃逸的无质量粒子在无穷远处具有任意大的能量，其碰撞参数趋近于 $2GM/c^2$，其中 $M$ 为黑洞的质量。