超辐射：轴子耦合与等离子体效应

旋转黑洞可通过超辐射将其能量的显著部分转移给超轻玻色场，使其凝聚于共转结构或“云”中。该机制将黑洞变为针对具有极微弱相互作用的玻色子的强大粒子探测器。为探索其全部潜力，需要理解此类粒子与等离子体存在下麦克斯韦场之间的耦合。在本工作中，我们使用数值相对论研究这些耦合。我们首先关注在黑洞背景上演化的耦合轴子-麦克斯韦系统。通过同时考虑轴子耦合与云的增长，我们首次观察到出现一个新阶段：即由超辐射供给恒定电磁波通量的稳态，我们为其找到了精确的解析估计。此外，我们表明等离子体存在下电磁不稳定性的存在完全由轴子耦合控制；即使对于致密等离子体，足够强的耦合也会触发不稳定性。