Chaos of particle motion near a black hole with quasitopological electromagnetism
Chaos of particle motion near a black hole with quasitopological electromagnetism
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黑洞附近粒子运动的混沌与准拓扑电磁学
DOI：
10.1103/physrevd.104.046020
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发表时间：
2020-08
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Cheng Ran
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yu-Qi Lei;Xian-Hui Ge;Cheng Ran
我们考虑一个具有准拓扑电磁的黑洞，以探索黑洞附近粒子运动的混沌行为。我们首先研究了带电粒子在视界附近的静态平衡来验证混沌界。在度量函数和电势函数的高阶展开中，混沌界可以被打破。然后研究了静力平衡定义的“极大”Lyapunov指数$\lambda_s$与Reissner-Nordstr $\rm\ddot{o}$ m（RN）黑洞附近粒子测地运动的Lyapunov指数和准拓扑电磁黑洞之间的关系。我们发现光子径向落入黑洞的Lyapunov指数$\lambda_{ph}$与“最大值”Lyapunov指数$\lambda_s$之间有一个有趣的关系。对于视界外度规函数随半径单调增加的黑洞，它们满足$\lambda_{ph} \geq 2\lambda_s$关系。
We consider a black hole with quasi-topological electromagnetism to explore the chaos behavior of particle motion near the black hole. We first study the static equilibrium of charged particle near the horizon to verify the chaos bound. The chaos bound could be violated in the higher order expansion of metric function and electric potential function. Then we study the relationship between the ``maximal'' Lyapunov exponent $\lambda_s$ defined by static equilibrium and the Lyapunov exponent of the particle geodesic motion near the Reissner-Nordstr$\rm\ddot{o}$m(RN) black hole and the black hole with quasi-topological electromagnetism. We find an interesting relationship between the Lyapunov exponent $\lambda_{ph}$ of photon's radial falling into the black hole and the ``maximal'' Lyapunov exponent $\lambda_s$. For the black hole whose metric function increases monotonically with radius outside horizon, they satisfy the relation $\lambda_{ph} \geq 2\lambda_s$.
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--
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J. Bičák;T. Ledvinka
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L. Susskind