碰撞 Penrose 过程的最大效率

我们考虑两个粒子在一般稳态旋转轴对称极端黑洞附近的赤道面内运动。其中一个粒子是临界的（参数经过精细调节）并向外运动。第二个粒子（普通的，未经精细调节）来自无穷远。我们考察碰撞 Penrose 过程的效率 $\eta$。这里有两种相关情况：(i) 碰撞后落入黑洞的粒子是超重的，(ii) 它具有有限质量。我们证明情况 (ii) 中 $\eta$ 的最大值小于或等于情况 (i) 中的最大值。论证表明，对于超重粒子，该界限同样适用于非赤道面运动。作为例子，我们分析了 Kerr-Newman 背景下的碰撞。当该界限对过程 (i) 和 (ii) 相同时，对于此度规 $\eta =3$。对于 Kerr 黑洞，文献中的近期结果得以重现。