Skip to main content
SUPERVISOR
Moslem Zareei,Behrouz Mirza
مسلم زارعی (استاد مشاور) بهروز میرزا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Behdadkia
فاطمه بهدادکیا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Black hole Source of High Energy Cosmological Particles
In this thesis, we consider black holes as particle accelerators. We investigate that whether or not black holes are source of high energy cosmological particles. At first we concentrate on none-rotating and rotating four dimensional black holes. After calculating the center of mass energy of two colliding particles in the vicinity of event horizon, we understand that extremely and nearly extremely rotating black holes can accelerate particles to arbitrary high energy. It is an important issue to study nearly extremely black holes, because the existence of such black holes is strongly suggested by astrophysical observations. Next concentrating on higher and lower dimensional black holes, we obtain geodesic equations. In similar way, we calculate center of mass energy of two colliding particles and understand that extremely rotating black holes can accelerate particles to arbitrary high energy. Rotating black holes can accelerate particles to arbitrarily high energy if the angular momentum of the particle is fine-tuned to some critical value. To find critical value we should set effective potential and its first derivation zero. The r geodesic equation for a particle is reduced to a simple one-dimensional potential problem.
در این پایان نامه این امکان را بررسی کردیم که آیا سیاه‌چاله‌ها می‌توانند ذرات را شتاب دهند و منشأیی برای ذرات پر انرژی کیهانی که آشکارسازی می‌شوند ، باشند. در ابتدا سیاه‌چاله‌های غیرچرخان و چرخان در 3+1 بعد را در نظر می‌گیریم و ژئودزی‌های ذرات در فضازمان اطراف این سیاه‌چاله‌ها را به دست می‌آوریم سپس انرژی مرکز ناشی از برخورد دو ذره را به دست می‌آوریم. با استفاده از مقادیر انرژی به این نتیجه می‌رسیم ‌که انرژی مرکزجرم ناشی از برخورد دو ذره در نزدیکی سیاه‌چاله چرخان در نزدیکی افق رویداد به سمت بی‌نهایت می‌رود. از آن‌جایی که پیش‌بینی حاکم بر این است که سیاه‌چاله‌های موجود در کیهان غیرفرینه هستند ، در فضازمان 3+1 بعدی هم سیاه‌چاله‌ی فرینه و هم سیاه‌چاله غیرفرینه را مورد بررسی قرار می‌دهیم و انرژی مرکزجرم و واگرا شدن آن در نزدیکی افق رویداد را به دست آوردیم . پس از آن به بررسی این امکان در فضازمان اطراف سیاه‌چاله در ابعاد بالاتر و پایین‌تر می‌پردازیم. پس از به دست آوردن ژئودزی‌ها در فضازمان در ابعاد بالاتر و پایین‌تر ، انرژی مرکزجرم ناشی از برخورد دو ذره را محاسبه می‌کنیم و بی‌نهایت شدن انرژی در نزدیکی افق رویداد مشاهده می‌کنیم. در صورتی ذرات می‌توانند انرژی مرکزجرم را بی‌نهایت کنند که پتانسیل مؤثر و مشق آن به ازای تکانه زاویه‌ای ذرات صفر شود. در واقع تکانه‌زاویه‌‌ای این ذرات که ذرات بحرانی نامیده می‌شوند ، باید به گونه‌ای باشد که سرعت مماسی را بیشینه کند.پتانسیل مؤثر را می‌توان به کمک ژئودزی در راستای r به دست آورد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی