Almahdy, Lanah (2026) Charged Particle Capture Cross-Sections for Black Holes in the Magnetic Field of a Thick Current Loop. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF KFUPM_Thesis_Lana_eprints.pdf Restricted to Repository staff only until 3 November 2027. Download (3MB)

Arabic Abstract

تستهدف الباحثة دراسة حساب تأثير الحقول المغناطيسية على المقطع العرضي لالتقاط الجسيمات المشحونة وقياس مدى انحياز المقطع العرضي للالتقاط باتجاه الشحنات الموجبة أو السالبة في المستوى الاستوائي. أول ًا، استخدمت حالة الثقب الأسود متعادل الشحنة بوصفها حالة مرجعية. ثانيا، تغيرت معادلات الحركة لتشمل جسيمات مشحونة تتفاعل مع الجهد الكهربائي للثقب الأسود. ثالثا، تمت إضافة مجال مغناطيسي الخارجي. وقد دُرس نموذجان للمجال المغناطيسي: مجال ثنائي قطب مقرب لحلقة تيارلامتناهية الصغر، وحل صحيح ناتج عن حلقة تيار سميك. أخيرا، تم تطبيق الدراسة على شحنات واقعية وهي البروتون والإ لكترون. تُبرز النتائج أن التفاعلات الكهرومغناطيسية تؤثر على المقطع العرضي للالتقاط كالتالي: أولا، أن التجاذب الكهربائي يعزز الالتقاط، في حين أن التنافر الكهربائي يضعفها. ثانيا، يغيرالاقتران المغناطيسي مقدار الزخم الزاوي الفعال للجسيم، وينتج عنه تغيرات حادة في حالة الاقتران المغناطيسي السالب، وظهور فرعين حرجين في حالة الاقتران المغناطيسي الموجب. ي ُعر ّف معامل الانحياز كقياس لعدم التماثل في الالتقاط بين الجسيمات ذات الشحنات المتعاكسة. وفي الختام، تشير النتائج إلى أن الثقوب السوداء في الحقول الكهرومغناطيسية يمكن اعتبارها مشحونة

English Abstract

This study investigates the capture cross-section of black holes in the equatorial plane. The neutral Schwarzschild case is first used as a reference. The equations of motion are then extended to include charged particles interacting with the black hole’s electric potential. Afterward, an external magnetic field is added to the problem. Two magnetic-field models are considered: a simplified dipolar field of a thin loop and an exact current-loop solution. A bias parameter is introduced to compare the capture of oppositely charged particles relative to the neutral case. Overall, results suggest that astrophysical black holes in realistic settings can be treated as charged.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Physics
Department:	College of Engineering and Physics > Physics
Thesis Advisor:	Abdallah Al-Zahrani,
Thesis Committee Members:	Ashfaque Bokhari, Ashraf Farahat,
Depositing User:	LANAH ALMAHDY
Date Deposited:	04 Nov 2026 10:17
Last Modified:	04 Nov 2026 10:17
URI:	https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144791