光子超辐射的淬灭机制

已知快速自转的黑洞在存在足够轻的玻色子时会产生不稳定性，当玻色子的康普顿波长大致为黑洞尺寸时该过程变得高效。这一现象称为黑洞超辐射，它以黑洞的旋转能量为代价生成指数增长的玻色子云。对于 $M \sim \mathcal{O}(10) \, M_\odot$ 的天体物理黑洞，超辐射条件在玻色子 $m_b \sim \mathcal{O}(10^{-11} ) \, {\rm eV}$ 时实现；有趣的是，穿越星系际介质（IGM）的光子获得有效质量（由于其与周围等离子体的相互作用）自然落在此范围内。光子超辐射的含义，即超辐射光子云和周围等离子体在散射和粒子产生过程存在下的演化，尚待彻底研究。在此，我们列举并讨论了若干能够淬灭光子云增长的不同过程，包括与周围电子的粒子相互作用以及对有效质量的逆反应（例如源于热效应、对产生、局部背景电离以及强电场对色散关系的修正）。该工作自然可作为理解相互作用如何使轻奇异玻色子规避超辐射约束的指南。