黑洞背景中两粒子散射的运动学

我们表明，一般弯曲背景中的粒子散射包含六个独立的、类Mandelstam的运动学不变量，而非平直时空中的两个。时空等距被证明会导致这些参数之间的约束，因此对于Schwarzschild、Reissner-Nordström或Kerr等标准黑洞时空，独立参数的数目可能少于六。我们计算了这些独立参数在非常接近黑洞事件视界处的值。我们证明了在粒子轨迹参数空间中存在运动学域，当碰撞点接近事件视界时，其中部分独立不变量可无界增大。对于粒子散射，这意味着可能以非常大的质心能量平方和/或非常大的动量转移平方进行散射，从而在天体物理上成为超越标准模型物理的实验室。