作为旋转粒子加速器的裸奇点

当两个粒子在黑洞视界处碰撞且其中一个满足某些临界条件时，它们之间的相对速度可以任意大，从而质心能量将达到无穷大。这样的过程被称为 BSW 机制，它可以将粒子加速到任意高的能量。也有一些研究表明，Kerr 裸奇点作为任意高能粒子加速器更为合格。先前的研究者主要关注粒子的测地线运动。在本文中，我们将考虑旋转粒子，它们不会沿类时测地线运动并携带更多参数。通过采用 Mathisson-Papapetrou-Dixon 方程，我们将证明对于在超极端 Reissner-Nordstrom 或 Kerr 时空中、在 $r=0$ 处存在裸奇点的旋转粒子，其有效势 $V_{eff}=-\dot{r}^2$ 必能在区间 $0 < r < M$ 内达到零，从而一个入射粒子将能够返回并与另一个在 $r=M$ 处的入射粒子碰撞。如果时空是{\bf 略微}超极端的，质心能量 $E_{cm}$ 将任意高。