حرکت یک ذره ی باردار نزدیک یک سیاه چاله مغناطیسی

در این پایان نامه، به مطالعه‏ی حرکت ذره‏ی باردار، نزدیک سیاه چاله‏ی شوارتسشیلد مغناطیسی می‏پردازیم و بیشتر روی مدارهای بسته‏ای که در صفحه‏ی استوایی قرار دارد، متمرکز می‏شویم. اگر جهت نیروی لورنتسی که روی ذره اثر می‏کند به طرف بیرون سیاه چاله باشد، دو نوع مدار کاملاً متفاوت وجود دارد؛ یک نوع آن خط سیر با پیچش است و نوع دیگر، خط سیر بدون پیچش است. ما مقدار بحرانی میدان مغناطیسی را برای گذار بین این دو حالت محاسبه می‏کنیم. اگر میدان مغناطیسی بزرگتر از مقدار بحرانی‏اش باشد، برای انرژی و تکانه زاویه‏ای ثابت ذره، خطوط سیر بسته دارای پیچش خواهند بود. پیچش‏های پدید آمده به عنوان نتیجه‏ای برای سوق گرانشی است. هرچه مقدار میدان مغناطیسی بزرگتر باشد، تعداد پیچش‏ها نیز بیشتر می‏شود. ما یک جواب تحلیلی تقریبی را برای خط سیر بسته ارائه می‏کنیم و سرعت سوق گرانشی مرکز راهنمای آن را پیدا می‏کنیم.