Главная > Частицы и поля в окрестности черных дыр
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

СИ в медленно изменяющемся гравитационном поле

Возможность аналитического решения задачи о синхротронном излучении релятивистской заряженной частицы, движущейся по круговой орбите вокруг черной дыры, демонстрирует эффективность методов решения волновых уравнений в пространстве-времени Керра, однако уже то, что найденные выражения (28), (30) имеют такой же функциональный вид, что и результаты теории СИ в пространстве Минковского (см. также аналогичные вычисления в метрике Керра-Ньюмена [174, 227]), наводит на мысль, что они могут быть получены более просто. Покажем, что формулы (28), (30) можно вывести путем преобразования величин, рассчитанных в локально-геодезической системе отсчеста, а

которой пространство-время является плоским [217]. Такая процедура применима и в более общем случае ультрарелятивистской заряженной частицы, движущейся в электромагнитном поле в искривленном пространстве-времени с медленно изменяющимися параметрами. Именно необходимо, чтобы длина формирования основной части спектра была мала по сравнению с масштабом изменения гравитационного и электромагнитного полей. При этом характерная длина волны в спектре излучения имеет порядок причем волновая зона начинается на расстояниях, малых по сравнению с Можно поэтому рассматривать излучение в локально-геодезической системе отсчета, начало которой находится в некоторой средней точке дуги формирования как излучение в пространстве Минковского. Переход от локально-геодезической системы координат к общей системе координат осуществляется с помощью соотношения

где в точке В терминах координат квадрат интервала равен Будем считать, что начало системы координат выбрано в точке мгновенного положения частицы. При сделанных предположениях волновая зона в системе начинается на расстояниях, много меньших масштаба неоднородности гравитационного поля, поэтому для вычисления мощности СИ ультрарелятивистской частицы можно воспользоваться формулой электродинамики в пространстве Минковского

где волновой вектор фотона в локальной системе, величина вычисляется в момент собственного времени и пределы интегрирования по растянуты до бесконечных пределов ввиду быстрой сходимости интеграла. Учитывая, что СИ формируется на малом участке траектории, представляем в виде разложения

после чего интеграл в (37) выражается через функцию Макдональда:

где

В случае, если существует локально-геодезическая система отсчета, в которой поле является чисто магнитным. В этом случае можно показать, что для ультрарелятивистской частицы с точностью до членов порядка выполняется соотношение Вводя инвариантную переменную

и выполнив интегрирование по углам вектора найдем спектральное распределение СИ

где — полная интенсивность излучения в локальной системе.

Чтобы теперь получить формулы, описывающие СИ в асимптотически плоском пространстве-времени в терминах величин, отнесенных к глобальной системе координат, достаточно преобразовать волновой вектор в (39), (41) к общей координатной системе по формуле выразить через параметры, определенные в глобальной системе; к этой системе следует также преобразовать саму величину . Чтобы, например, получить спектральное распределение СИ ультрарелятивистской частицы, движущейся по круговой орбите в магнитном поле в пространстве-времени Керра (4.30), выберем ориентацию осей системы координат вдоль координатных линий локально-статической системы отсчета

Далее нетрудно показать, что а ускорение частицы, движущейся по окружности, в локально-геодезической системе равно

где определяется формулой (3.65). Подставляя (43) в (40), получаем (с учетом того, что с точностью до членов выражение (20). Переходя к интенсивности излучения, отнесенной к координатному времени Бойера — Линдквиста сооёоз), Для величины I получаем из (41) найденную выше формулу (29) [216].

Приведенные выше рассуждения справедливы и для уравнения Дирака, записанного в локально-геодезической системе отсчета. Можно поэтому утверждать, что и квантовые поправки к спектру СИ в этой системе будут определяться выражением (13.44), справедливым в пространстве Минковского. Произведя: соответствующие преобразования переменных, для мощности СИ ультрарелятивистской частицы в поле Шварцшильда с учетом квантовых поправок из (13.45) найдем (в системе ) [216, 217]

где масса частицы. Соответствующая формула для метрики Керра имеет вид

В этих формулах является функцией поэтому зависимость квантовых поправок от энергии иная, чем в случае плоского пространства-времени.

1
Оглавление
email@scask.ru