类 Schwarzschild 虫洞作为加速器

在稳态时空 $S$ 中，考虑一对自由落体粒子以能量 $E_{\rm c.m.}$（在质心系中测得）发生碰撞。令 $S$ 的度量和/或粒子的轨迹依赖于参数 $k$。若 $E_{\rm c.m.}$ 随 $k$ 无界增长，而粒子在无穷远处的能量保持有界，则称 $S$ 为“（超）加速器”。自然存在的超加速器的存在，将使得观测原本无法触及的现象成为可能。这正是近年来大量时空被检验是否为超加速器的原因。本文考虑一种几何特别简单——因而有望符合实际——的虫洞 $W$：它是静态、球对称的，其物质源被限制在喉部的一个紧邻域内，且其度量的 $tt$ 分量（在 Schwarzschild 坐标下）有唯一极小值。我们证明此类虫洞是一个超加速器，其中 $k\equiv \frac 13\ln |g_{tt\ \mathrm{min}}|$。与 Tsukamoto 和 Bambi 所考虑的旋转 Teo 虫洞不同，$W$ 无法在碰撞产物飞向远处观测者的过程中对其加速。另一方面，与黑洞对撞机不同，$W$ 不需要此类加速即可使那些产物可被探测到。