سياه‌چاله‌هاي BTZ شتاب‌دهنده‌ي پرانرژي ذرات

BTZ Black Holes as Particle Accelerators to Arbitrarily High Energy

در اين مقاله اين امكان را بررسي كرديم كه آيا سياه‌چاله‌ها در سه بعد مي‌توانند ذرات را شتاب دهند و منشأيي براي ذرات پر انرژي كيهاني كه آشكارسازي مي‌شوند، باشند. در ابتدا با استفاده از متريك سياه‌چاله ‎ BTZدر 2+1 بعد مي‌توانيم ژئودزي‌هاي ذرات در نزديكي اين سياه‌چاله‌ها را به دست ‌آوريم. سپس انرژي مركزجرم ناشي از برخورد دو ذره را محاسبه مي‌كنيم. انرژي مركزجرم براي ذرات بحراني در نزديكي افق رويداد بي‌نهايت مي‌شود. ذرات بحراني، داري تكانه زاويه‌اي هستند كه به ازاي آن، پتانسيل مؤثر و مشتق آن كه به كمك ژئودزي در راستاي r به دست مي‌آيد، صفر مي‌شود. به عبارت ديگر، تكانه‌زاويه‌‌اي ذرات بحراني بايد به گونه‌اي باشد كه سرعت مماسي را بيشينه كند.

In this paper, we consider three dimensional black holes as particle accelerators. We investigate that whether or not three dimensional black holes are the sources of the high energy cosmological particles. At the first we concentrate on three dimensional BTZ black holes to obtain geodesic equations. we calculate center of mass energy of two colliding particles. We understand that extremely rotating black holes can accelerate particles to arbitrary high energy in near even horizons. The angular momentum of particles should be fine-tuned to some critical value in order to reach arbitrary high energy. To find the critical value we should set effective potential and its first derivation zero.