广义相对论与量子宇宙学
[提交于 2024年12月5日
(v1)
,最后修订 2025年3月31日 (此版本, v2)]
标题: 从环量子黑洞中提取能量:磁Penrose过程与量子引力效应的作用及天体物理见解
标题: Energy Extraction from Loop Quantum Black Holes: The Role of Magnetic Penrose Process and Quantum Gravity Effects with Astrophysical Insights
摘要: 在本研究中,我们探讨了来自圈量子引力(LQG)的量子引力修正对黑洞(BH)环境中磁Penrose过程(MPP)效率的影响。 我们首先分析旋转的圈量子黑洞(LQBH)度规,描述事件视界和能层结构作为量子参数$\epsilon = \gamma \delta$的函数,其中$\gamma$代表Immirzi参数,$\delta$为聚合参数,自转参数为$a$。 这些修正为探索带电粒子在LQBH附近的动力学以及通过MPP评估产生的能量提取提供了新的环境。 有趣的是,对于给定的LQBH参数$a$,我们观察到LQBH的能层区域相比其经典对应物Kerr BH表现出更复杂的结构,随着$\epsilon$的增加而变得更加复杂。 Furthermore, we find that the overall efficiency of the process decreases with $\epsilon$ that decreases $a_{max}$, again in contrast to the Kerr BH, where efficiency rises with an increasing $a$. Our analysis also extends to astrophysical contexts, applying constraints on the mass and magnetic field of LQBHs for astrophysical BH candidates, including SgrA*, M87*, NGC 1052, and BZ (Blandford and Znajek sources, i.e., supermassive BHs with masses around $10^9 M_\odot$ and magnetic fields in the range $10^3-10^4 \text{G}$). We assess these sources as potential accelerators of high-energy protons across different values of the quantum parameter $\epsilon$. 此外,我们研究磁感应强度$B$和量子修正对从 M87$^{\star}$和 Sgr A$^{\star}$经过β衰变后加速的质子能量的影响。
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