脏黑洞散射的雷杰极描述

我们采用复角动量方法研究平面单色标量波入射到史瓦西脏黑洞——即被一层薄球形物质壳包围的史瓦西黑洞——上的问题。我们首先通过零测地线分析探索壳层的不同构型，回顾经典极限下微分散射截面的一般结果。特别地，我们表明脏黑洞时空可能展现多种几何光学的临界效应。我们计算了多种壳层构型的雷杰极谱，并表明其呈现标记为内表面波、宽共振与外表面波的两到三支不同的极分支。在后一种情况中，已识别出两个子族：与外侧光环相关联的表面波以及与壳层表面相关联的爬行模。通过WKB分析，我们表明壳层的位置决定了宽共振的实部，而其能量-动量以及势函数在壳层表面的不连续性决定了其虚部。接着，我们给出微分散射截面的复角动量表示，并考察不同雷杰极分支的作用。我们计算了多种构型在若干频率下的微分散射截面，并显示其与偏波计算高度吻合。最后，我们强调了临界效应——即绕行、荣耀、掠射与彩虹散射——的作用及其对微分散射截面的影响。