Kerr-（anti-）de Sitter黑洞作为粒子加速器

【摘要】：在2009年,M.Banǎdos,J.Silk和S.M.West(BSW)证明了,在满足了一定条件的情况下,无宇宙学常数的背景时空中的Kerr黑洞可以作为粒子加速器,使得在其外视界面上发生碰撞的粒子的碰撞质心能发散。而所要满足的条件为：1)所考虑的平直时空中的Kerr黑洞为极端黑洞,2)其中一个碰撞粒子带有临界角动量。我们的工作就是将这个研究推广到宇宙学常数不为零的非平直时空中的Kerr黑洞,即讨论Kerr-anti-de Sitter黑洞或Kerr-de Sitter黑洞作为粒子加速器的可能性。我们发现,此时不为零的宇宙学常数在这个问题的研究中起到了重要作用：对于Kerr-anti-de Sitter黑洞,如果要使在其外视界面上发生的粒子碰撞的碰撞质心能发散,则除了满足上面两个条件外,黑洞和带有临界角动量的碰撞粒子还需要满足一定的附加条件；而对于Kerr-de Sitter黑洞,则只需要满足上述第二个条件,则在黑洞外视界面上发生的粒子碰撞的碰撞质心能就会发散。因此非极端的Kerr-de Sitter黑洞仍然可以充当粒子加速器,从而使得在其外视界面上发生的粒子碰撞的碰撞质心能达到正无穷。所以Kerr-(anti-)de Sitter黑洞也许可以作为粒子加速器用来探测普朗克能标或更高能标的物理。