Majumdar-Papapetrou 双黑洞对粒子的加速

我们从超高能粒子碰撞的角度探索多黑洞时空。迄今为止，此类讨论仅限于包含单个黑洞的时空。我们处理的是 Majumdar-Papapetrou 解，它代表了由两个相同黑洞组成的平衡系统。为了确定适合高能碰撞过程的条件，我们考虑被限制在赤道面上向对称轴运动且角动量为零的粒子。我们考虑了在黑洞之间轴线中点位置沿相反方向运动的粒子之间的碰撞。我们表明，粒子间碰撞的质心能量随着黑洞间距的减小而增加，并在间距趋于零的极限下发散。我们估计了赤道面上靠近中心点的可能发生高能碰撞的区域大小，并表明该区域具有相当大的空间范围。我们进一步探讨了在远离中心点的赤道面上，具有任意角动量的一般测地线的高能碰撞过程。虽然本文处理的是作为多黑洞示例模型的 Majumdar-Papapetrou 时空，但我们推测，当黑洞间距离极小时，在更一般的设定（如碰撞黑洞）中也会发生超高能碰撞，这在原则上可以通过数值相对论模拟进行验证。