物理与材料科学学院教师刘航博士与巴西圣保罗大学合作者在PhysicalReviewD上发表论文“Massive scalar perturbations and quasiresonance of a rotating black hole in analog gravity”。该论文研究了一种类比引力模型中的旋转黑洞在有质量标量场扰动下的动力学行为以及准共振现象。

黑洞物理一直是理论物理研究的前沿领域。但是由于对黑洞的观测研究极其困难，所以长久以来人们几乎只能被限制在黑洞的理论研究中，虽然近几年的事件视界望远镜和引力波探测项目提供了一些有限的观测数据。基于此，人们发展出了一套实验室中构建类比黑洞的方法，希望通过类比黑洞的研究来帮助我们理解真实的黑洞物理，从而促进我们对广义相对论、弯曲时空量子场论以及其他引力理论的理解。二维光子流体是近年来广受关注一种类比引力方案，该方案下能生成一类旋转黑洞。在这篇论文中，我们拓展了之前的研究范围，探讨了该类比旋转黑洞在有质量标量场扰动下的动力学性质，分析了标量场质量对扰动场似正规模频率的影响，并且确认了质量的引入也不会破坏黑洞的稳定性。另一方面，我们发现了赋予标量场质量后带来的黑洞准共振（quasi-resonance）现象。准共振是一类比较特殊的似正规模，其频谱的虚部接近于零，这意味着这类扰动场衰减速度极慢，可以存在任意长时间。黑洞准共振模式的出现明显的延长了扰动场的生存时间，为实验室中研究这类黑洞的动力学性质带来了极大便利。

该工作近期被Physical Review D接收发表。天津师范大学物理学院刘航博士为论文第一作者兼通讯作者，天津师范大学为第一单位。该成果得到了国家自然科学基金青年项目（No.12305071）的支持。