黑洞超辐射是对光的强大探测，弱耦合的隐藏扇形粒子。许多候选粒子，例如轴子，通常具有可以影响超辐射不稳定性演化的自相互作用。正如[A.Gruzinov所指出的，arXiv:1604.06422.]在玩具模型的背景下，许多关于自旋-0超辐射的现有文献都没有考虑到最重要的自交互诱导过程。这些过程导致准束缚能级之间的能量交换和无限大的粒子发射；对于大的自耦合，超辐射增长在降低能级占据数的准平衡配置下饱和。在本文中，我们详细分析了具有自相互作用的自旋-0超辐射的丰富动力学，以及由此产生的观测特征。我们关注的是四次自我互动，这主导了大多数感兴趣模型的进化。我们研究了由非零自相互作用引入的参数空间的多个不同区域，包括两个或多个束缚能级的同时布居；在大耦合下，我们证实了准平衡饱和的基本情况，并提供了证据，证明在大多数天体物理参数空间中都没有发生“波塞诺娃”坍缩。与引力超辐射相比，我们发现随着相互作用的增加，引力波“湮没”信号和黑洞自旋下降被参数化抑制，而适度相互作用可以发生新的引力波“跃迁”信号。标量波发射的新现象在大耦合下受到较少抑制，如果粒子具有标准模型相互作用，则在所提出的轴子暗物质实验中可以检测到来自黑洞超辐射的相干单色轴子波信号。

• 收到日期：2021年2月19日
• 2021年3月29日接受

内政部：https://doi.org/10.103/PhysRevD.103.095019

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