旋转正则黑洞周围的粒子运动与碰撞

本文研究了前作 [Phys. Rev. D 89, 104017, (2014)] 中通过 Newman-Janis 算法从 Ay\'{o}n-Beato-Garc\'{i}a 黑洞解导出的旋转正则黑洞周围的中性粒子运动。展示了内稳定圆轨道 (ISCO) 和不稳定轨道对旋转正则黑洞电荷值的依赖关系。考察了通过各种过程从旋转正则黑洞提取能量的情况。基于 BSW (Ba\v{n}ados-Silk-West) 机制，我们得到了来自无穷远的碰撞中性粒子的质心能量表达式。旋转正则黑洞的电荷 $Q$ 降低了引力场的势能，粒子在圆测地线上所需的束缚能减少。这导致在存在电荷 $Q$ 的情况下，通过 BSW 过程从旋转正则黑洞提取能量的效率增加。研究表明，通过 Penrose 过程从旋转正则黑洞提取能量的效率随电荷 $Q$ 的增加而降低，且小于极端 Kerr 黑洞（比角动量 $a=1$）的 20.7%。