<article xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/xsd/JATS-journalpublishing1-mathml3.xsd" dtd-version="1.1" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">AHEP</journal-id><journal-title-group>
<journal-title>Advances in High Energy Physics</journal-title></journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1687-7365</issn>
<issn pub-type="ppub">1687-7357</issn>
<publisher>
<publisher-name>Hindawi</publisher-name></publisher></journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.1155/2020/2742091</article-id>
<article-id pub-id-type="publisher-id">2742091</article-id>
<article-id pub-id-type="arxiv">arXiv:2002.05946</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Influence of Lorentz Invariation Violation on Arbitrary Spin Fermion Tunneling Radiation in the Vaidya-Bonner Space-Time</article-title></title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes" id="U86594152"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0375-3553</contrib-id>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Jie</given-names></name><xref rid="I1" ref-type="aff"><sup>1</sup></xref><xref rid="I2" ref-type="aff"><sup>2</sup></xref></contrib>
<contrib contrib-type="author" id="U40163470">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Zhie</given-names></name><xref rid="I1" ref-type="aff"><sup>1</sup></xref></contrib>
<contrib contrib-type="author" id="U34181047"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-2683-0582</contrib-id>
<name>
<surname>Sha</surname>
<given-names>Bei</given-names></name><xref rid="I1" ref-type="aff"><sup>1</sup></xref></contrib>
<contrib contrib-type="author" id="U78394728">
<name>
<surname>Tan</surname>
<given-names>Xia</given-names></name><xref rid="I1" ref-type="aff"><sup>1</sup></xref></contrib>
<contrib contrib-type="author" id="U50610783">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Yuzhen</given-names></name><xref rid="I1" ref-type="aff"><sup>1</sup></xref></contrib>
<contrib contrib-type="author" id="U48038276">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Shuzheng</given-names></name><xref rid="I2" ref-type="aff"><sup>2</sup></xref></contrib>
<contrib contrib-type="Academic Editor" id="U12091682">
<name>
<surname>Sarkisyan-Grinbaum</surname>
<given-names>Edward</given-names></name></contrib></contrib-group>
<aff id="I1"><sup>1</sup>
<addr-line>College of Physics and Electronic Engineering</addr-line>
<addr-line>Qilu Normal University</addr-line>
<addr-line>Jinan 250300</addr-line>
<country>China</country><ext-link ext-link-type="domain-name">qlnu.edu.cn</ext-link></aff>
<aff id="I2"><sup>2</sup>
<addr-line>College of Physics and Space Science</addr-line>
<addr-line>China West Normal University</addr-line>
<addr-line>Nanchong 637009</addr-line>
<country>China</country><ext-link ext-link-type="domain-name">cwnu.edu.cn</ext-link></aff>
<pub-date pub-type="publication-year">
<year>2020</year></pub-date>
<pub-date pub-type="archival-date"><day>18</day><month>3</month><year>2020</year></pub-date>
<volume>2020</volume>
<history>
<date date-type="received">
<day>28</day>
<month>12</month>
<year>2019</year></date>
<date date-type="rev-recd">
<day>31</day>
<month>01</month>
<year>2020</year></date>
<date date-type="accepted">
<day>13</day>
<month>02</month>
<year>2020</year></date>
<date date-type="pub"><day>18</day><month>3</month><year>2020</year></date></history>
<permissions>
<copyright-year>2020</copyright-year>
<copyright-holder>Copyright &#x00A9; 2020 Jie Zhang et al.</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><license-p>This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. The publication of this article was funded by SCOAP<sup>3</sup>.</license-p></license></permissions>
<abstract>
<p>In the space-time of the nonstationary spherical symmetry Vaidya-Bonner black hole, an accurate modification of Hawking tunneling radiation for fermions with arbitrary spin is researched. Considering a light dispersion relationship derived from string theory, quantum gravitational theory, and the Rarita-Schwinger equation in the nonstationary spherical symmetry space-time, we derive an accurately modified dynamic equation for fermions with arbitrary spin. By solving the equation, the modified tunneling rate of fermions with arbitrary spin, Hawking temperature, and entropy at the event horizon of the Vaidya-Bonner black hole are presented. We find that the Hawking temperature will increase, but the entropy will decrease compared with the case without the Lorentz Invariation Violation modification.</p></abstract><funding-group><award-group><funding-source xlink:href="http://dx.doi.org/10.13039/501100007129">Natural Science Foundation of Shandong Province</funding-source><award-id>ZR2019MA059</award-id></award-group><award-group><funding-source>Science Foundation of China West Normal University</funding-source><award-id>17YC050</award-id></award-group><award-group><funding-source>Science Foundation of Sichuan Science and Technology Department</funding-source><award-id>2018JY0502</award-id></award-group><award-group><funding-source xlink:href="http://dx.doi.org/10.13039/501100001809">National Natural Science Foundation of China</funding-source><award-id>11573022</award-id><award-id>11273020</award-id></award-group></funding-group>
<counts>
<fig-count count="0" />
<table-count count="0" />
<ref-count count="25" />
<page-count count="6" /></counts></article-meta></front>
<body>
<sec id="sec1">
<title>1. Introduction</title>
<p>The theory of Hawking thermal radiation reveals the relationship between gravitational theory, quantum theory, and statistical thermal dynamic mechanics [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. After the research of Hawking thermal radiation to all kinds of black holes [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], Kraus and Wilczek did some modifications to the Hawking thermal radiation adopting self-gravitational interaction [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. Hereafter, researchers studied the Hawking tunneling radiation for many types of black holes [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. In 2007, Kerner and Mann proposed a semiclassic method to investigate the tunneling radiation of fermions with spin <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]. In the later research, this semiclassic method is widely used to calculate the tunneling radiation of the other type of particles [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]. Yang and Lin developed Kerner and Mann&#x2019;s theory and proposed that the Hamilton-Jacobi method is efficient for the tunneling of fermions [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. According to references [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>], after choosing a suitable Gamma matrix and considering the commutation relation of the Pauli matrix in the Dirac equation, which describes the dynamic of the fermion quite well, the Hamilton-Jacobi equation in the curved space-time can be derived. This result means that the Hamilton-Jacobi equation is also a very important equation in the research of the tunneling theory of fermions. In recent years, the Lorentz light dispersion relationship is generally regarded as a basic relation in modern physics. It seems that both general relativity and quantum mechanics are built on this relationship. However, the research of quantum gravitational theory indicates that the Lorentz relationship should be modified in the high-energy case. Although scientists have not built a successful light dispersion relationship in the high-energy case, current researches are helpful to the development of this theory. People usually estimate that the magnitude of this modification should be in the Plank scale. It is confirmed that both the Dirac equation and the Hamilton-Jacobi equation must be modified if the Lorentz Invariation Violation is considered. In such a case, only an accurate modification can efficiently research fermion tunneling radiation from a black hole, such as the Vaidya-Bonner black hole. In this paper, the most important progress is that we use a new method which is suitable for fermions with an arbitrary spin. We will research the exact modification of tunneling radiation for fermions with an arbitrary spin, considering the Lorentz Invariation Violation.</p></sec>
<sec id="sec2">
<title>2. Exact Modification of Arbitrary Spin Fermion Rarita-Schwinger Equation and Hamilton-Jacobi Equation</title>
<p>In the research of string theory, the authors proposed a relation [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]:
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M2"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq1"><mml:mtd><mml:mtext>(1)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the natural unit, <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M3"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M4"><mml:mi>p</mml:mi></mml:math></inline-formula> are the energy and momentum of the particle with the static mass <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M5"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></inline-formula>, respectively. <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M6"><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a constant in the magnitude of the Plank scale, which comes from the Lorentz Invariation Violation theory. In Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq1">1</xref>), <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M7"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> is adopted in the Liouville-string model. Kruglov obtained a modified Dirac equation considering <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M8"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]. Therefore, we substitute <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M9"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> into Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq1">1</xref>) and get a general Rarita-Schwinger equation in the flat space:
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M10"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq2"><mml:mtd><mml:mtext>(2)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x210F;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>&#x210F;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M11"><mml:mi>&#x210F;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the reduced Plank constant, which equals 1 in the natural units. <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M12"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a very small constant. <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M13"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is a wave function, where the value of <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M14"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> corresponds to a different spin. The larger the <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M15"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the higher the spin is. The wave function satisfies following supplementary condition:
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M16"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq3"><mml:mtd><mml:mtext>(3)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>When <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M17"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M18"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03A8;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq2">2</xref>) changes to the Dirac equation for spin <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M19"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> and condition (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq3">3</xref>) disappears automatically. When <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M20"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq2">2</xref>) describes the dynamic of fermions with spin <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M21"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> and the condition (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq3">3</xref>) also disappears automatically. Note that the commutation relation
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M22"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="eq1"><mml:mtd><mml:mtext>(4)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfenced open="{" close="}"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the curved space-time, the Rarita-Schwinger equation can be rewritten as
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M23"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq4"><mml:mtd><mml:mtext>(5)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x210F;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>&#x210F;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>&#x03A8;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M24"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x210F;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M25"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x226A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M26"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>&#x210F;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is a very small term. For fermions with an arbitrary spin, the wave function is
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M27"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq5"><mml:mtd><mml:mtext>(6)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x210F;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M28"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M29"><mml:mi>S</mml:mi></mml:math></inline-formula> are matrices and the action of the fermion, respectively. The line element of the nonstationary Vaidya-Bonner black hole represented in an advanced Eddington coordinate [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>] is given by
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M30"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq6"><mml:mtd><mml:mtext>(7)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sin</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr><mml:mlabeledtr id="eq2"><mml:mtd><mml:mtext>(8)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>F</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M31"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the Eddington time and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M32"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M33"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> represent the mass and charge of the black hole changes with time, respectively. When <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M34"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the nonstationary Vaidya-Bonner black hole is reduced to the Vaidya black hole. The electromagnetic four-potential of the Vaidya-Bonner black hole is
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M35"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="eq3"><mml:mtd><mml:mtext>(9)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Corresponding to the line element (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq6">7</xref>), the inverse metric tensor is
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M36"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq7"><mml:mtd><mml:mtext>(10)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sin</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M37"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="eq4"><mml:mtd><mml:mtext>(11)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x2206;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Because the component of the inverse metric tensor <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M38"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>00</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> in the curved space-time of line element (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq6">7</xref>), so Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq4">5</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq5">6</xref>) become
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M39"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq8"><mml:mtd><mml:mtext>(12)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In this paper, the range for <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M40"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M41"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the superscript and subscript satisfies <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M42"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M43"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M44"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the superscript and subscript are defined as <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M45"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Setting
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M46"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq9"><mml:mtd><mml:mtext>(13)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0393;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq8">12</xref>) becomes
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M47"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq10"><mml:mtd><mml:mtext>(14)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0393;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Multiplying <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M48"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0393;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> in both sides of Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq10">14</xref>), then
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M49"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq11"><mml:mtd><mml:mtext>(15)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0393;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0393;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Exchanging <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M50"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M51"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula> in Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq11">15</xref>), we get
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M52"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq12"><mml:mtd><mml:mtext>(16)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0393;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0393;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq11">15</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq12">16</xref>) are equivalent. Considering <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M53"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>00</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, firstly adding the left side and the right side of Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq11">15</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq12">16</xref>), respectively, and then dividing the new equation by 2, finally combining with Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq9">13</xref>), we obtain
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M54"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq13"><mml:mtd><mml:mtext>(17)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfenced open="{" close="}"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Defining
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M55"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq14"><mml:mtd><mml:mtext>(18)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq13">17</xref>) changes to
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M56"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="eq5"><mml:mtd><mml:mtext>(19)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Multiplying <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M57"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> at both sides, we get
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M58"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq15"><mml:mtd><mml:mtext>(20)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>By exchanging <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M59"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M60"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math></inline-formula> for Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq15">20</xref>), then
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M61"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq16"><mml:mtd><mml:mtext>(21)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Combining Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq15">20</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq16">21</xref>), and
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M62"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="eq6"><mml:mtd><mml:mtext>(22)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>it is easy to get
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M63"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq17"><mml:mtd><mml:mtext>(23)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq17">23</xref>) is a matrix equation. In fact, it is an eigenvalue matrix equation. The condition for the nonsingular solution of this eigenvalue matrix equation requires that the corresponding value of the determinant is zero. Combining Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq14">18</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq17">23</xref>), and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq6">7</xref>), we get
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M64"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq18"><mml:mtd><mml:mtext>(24)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore,
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M65"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq19"><mml:mtd><mml:mtext>(25)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>As <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M66"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x226A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M67"><mml:mi>o</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> is a high-order term. For accuracy of modification, the term <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M68"><mml:mi>o</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> is kept in Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq13">17</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq17">23</xref>), and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq18">24</xref>). If <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M69"><mml:mi>o</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> is ignored in Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq13">17</xref>), one cannot obtain a correct result. For the Vaidya-Bonner black hole, only this derivation can get a correct result. In fact, Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq19">25</xref>) is the dynamic equation describing an arbitrary spin fermion in the Vaidya-Bonner space-time. Moreover, this equation is derived from the Rarita-Schwinger equation in the curved space-time with the Lorentz Invariance Violation. So this equation is a deformation of the Hamilton-Jacobi equation or can be called exactly as the Rarita-Schwinger-Hamilton-Jacobi equation. The first two terms of this equation can be expressed as <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M70"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>. Considering Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq7">10</xref>), one can obtain the first two terms in Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq19">25</xref>), so Equation (25) can be rewritten as
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M71"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq20"><mml:mtd><mml:mtext>(26)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>From this equation, we can get the action of the fermion and then study the modified tunneling radiation of fermions. Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq20">26</xref>) is a highly accurate dynamic equation because the term <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M72"><mml:mi>o</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> is not ignored during the derivation and the Lorentz Invariance Violation is included. If it is not done so, an accurate modification cannot be obtained. Note that the modification of boson Hamilton-Jacobi equation is different from this method [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>]. This indicates the significance of accurate modification of tunneling for particles with an arbitrary spin. In the following, we will derive the thermal dynamic characteristics at the horizon of the Vaidya-Bonner black hole.</p></sec>
<sec id="sec3">
<title>3. Tunneling Modification for Fermions with Arbitrary Spin in Vaidya-Bonner Black Hole</title>
<p>The Vaidya-Bonner black hole is a charged nonstationary spherical black hole; the line element is shown in Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq6">7</xref>). The event horizon of the Vaidya-Bonner black hole is determined by the zero supercurved equation
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M73"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq21"><mml:mtd><mml:mtext>(27)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>From Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq7">10</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq21">27</xref>), we find that the event horizon <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M74"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> satisfies
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M75"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq22"><mml:mtd><mml:mtext>(28)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover accent="true"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M76"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the change rate of <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M77"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> with time. Solving Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq22">28</xref>), we get
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M78"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="eq7"><mml:mtd><mml:mtext>(29)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where &#x201C;+&#x201D; denotes the event horizon of the Vaidya-Bonner black hole. From Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq7">10</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq19">25</xref>), the accurate dynamic equation of fermions with an arbitrary spin is
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M79"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq23"><mml:mtd><mml:mtext>(30)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sin</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>The key to research the tunneling is to get the action <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M80"><mml:mi>S</mml:mi></mml:math></inline-formula> of fermions. For this black hole, the key is the solution of the action in the direction of the radius, so a tortoise coordinate transformation is necessary,
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M81"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq24"><mml:mtd><mml:mtext>(31)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">ln</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr><mml:mlabeledtr id="EEq25"><mml:mtd><mml:mtext>(32)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M82"><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the surface gravity, <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M83"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the event horizon of the black hole, and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M84"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is a special moment when the fermion escapes from the event horizon. Both <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M85"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M86"><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi></mml:math></inline-formula> are constants. From Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq24">31</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq25">32</xref>), we have
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M87"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq26"><mml:mtd><mml:mtext>(33)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr><mml:mlabeledtr id="EEq27"><mml:mtd><mml:mtext>(34)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>We make a separation of the variable to action <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M88"><mml:mi>S</mml:mi></mml:math></inline-formula> as
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M89"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq28"><mml:mtd><mml:mtext>(35)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>S</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>and set
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M90"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq29"><mml:mtd><mml:mtext>(36)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Substituting Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq24">31</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq25">32</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq26">33</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq27">34</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq28">35</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq29">36</xref>) into Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq23">30</xref>), then Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq23">30</xref>) becomes
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M91"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq30"><mml:mtd><mml:mtext>(37)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="{" close="}"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>o</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M92"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. For simplification, it is suitable to keep the first-order term of <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M93"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the final results. Multiplying <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M94"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> to both sides of Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq30">37</xref>), and taking the limit for the condition <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M95"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x27F6;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, we get
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M96"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq31"><mml:mtd><mml:mtext>(38)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M97"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. The limit of the coefficient of <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M98"><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M99"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq32"><mml:mtd><mml:mtext>(39)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">lim</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>From Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq26">33</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq31">38</xref>)
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M100"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq33"><mml:mtd><mml:mtext>(40)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Using the residue theorem to solve <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M101"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> in Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq33">40</xref>), we get
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M102"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq34"><mml:mtd><mml:mtext>(41)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>From Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq32">39</xref>), <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M103"><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi></mml:math></inline-formula> in Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq34">41</xref>) can be obtained as
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M104"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq35"><mml:mtd><mml:mtext>(42)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Due to <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M105"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x226A;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the final result can only retain the <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M106"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> term. In Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq34">41</xref>), &#x201C;+&#x201D; and &#x201C;-&#x201D; represent outgoing and ingoing waves, respectively, from the horizon of the back hole.</p>
<p>So according to the tunneling theory, we get the tunneling rate for fermions with an arbitrary spin in the Vaidya-Bonner space-time.
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M107"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq36"><mml:mtd><mml:mtext>(43)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x0393;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">exp</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">Im</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">exp</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">Im</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">exp</mml:mi><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">exp</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>The <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M108"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> in Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq35">42</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq36">43</xref>) is the modified surface gravitational force at the event horizon of the black hole. <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M109"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq36">43</xref>) is
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M110"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq37"><mml:mtd><mml:mtext>(44)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>This is a new form of the Hawking temperature after modification in the Vaidya-Bonner black hole. Obviously, the tunneling rate and temperature of the black hole have been significantly modified. Adopting the Taylor expansion for <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M111"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> and neglecting the high-order items of <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M112"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq37">44</xref>) becomes
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M113"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq38"><mml:mtd><mml:mtext>(45)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M114"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the Hawking temperature without the Lorentz Invariation Violation modification. Usually, <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M115"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x226A;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, so the Hawking temperature becomes higher than that without the Lorentz Invariation Violation modification.</p></sec>
<sec id="sec4">
<title>4. Conclusions and Discussions</title>
<p>In this paper, based on the modified Dirac equation proposed by Kruglov, we extend his work to the Rarita-Schwinger equation which can describe fermions with an arbitrary spin and accurately modify the semiclassic Hamilton-Jacobi equation. The characteristics of tunneling radiation from a nonstationary spherical Vaidya-Bonner black hole are derived. The results show that the tunneling rate, surface gravitational force, and Hawking temperature, all of them should be modified by a term related to parameter <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M116"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Although it is a minor modification term, it is still valuable for further research. The tunneling rate and Hawking temperature indicate all these characteristics are still spherically symmetrical. Another important parameter in thermal kinetics is entropy. The modification of the Hawking temperature must induce the change of entropy. According to the first law of thermal kinetics of a black hole,
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M117"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq39"><mml:mtd><mml:mtext>(46)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M118"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M119"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math></inline-formula> are the rotation potential and electromagnetic potential of the black hole, respectively. For the Vaidya-Bonner black hole, the modified entropy at <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M120"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is
<disp-formula><mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M121"><mml:mtable><mml:mlabeledtr id="EEq40"><mml:mtd><mml:mtext>(47)</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq36">43</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq37">44</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq38">45</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq39">46</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="EEq40">47</xref>) show a few new results. We find that the modification of the Hawking temperature and entropy is not only related to <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M122"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> but also related to <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M123"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> for the Vaidya-Bonner black hole. For the general case of <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M124"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x226A;</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the Hawking temperature will increase, but the entropy will decrease compared with the fiducial results without the Lorentz Invariation Violation modification. As <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M125"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, our results can reduce to the results of the Reissner-Nordstr&#x00F6;m black hole; as <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M126"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0307;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, our results can reduce to the results of the Schwarzschild black hole.</p>
<p>For the curved space-time with a component of inverse metric tensor <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M127"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>00</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the modified results will include <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M128"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M129"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. In the results, keeping the main <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M130"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> term is enough since <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M131"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is very small. In our work, we have chosen the condition <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M132"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> for the modified light dispersion relation. In the general case, this condition should be cut off. Therefore, a more general modification method to the Rarita-Schwinger equation and the tunneling it describes should be further discussed.</p>
<p>Moreover, for the tunneling radiation of bosons, <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M133"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x00B5;</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> in the normal Hamilton-Jacobi equation of bosons should be substituted by <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M134"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x00B5;</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x00B5;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M135"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math></inline-formula> is an etheric-like vector. Applying the inverse metric tensors of the Vaidya-Bonner black hole and choosing a suitable <inline-formula><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M136"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math></inline-formula>, one can obtain the dynamical equation for bosons in the Vaidya-Bonner space-time. The solution process of this new Hamilton-Jacobi equation is similar to the method in this paper, such as tortoise coordinate transformation and separation of a variable. We will do a series of researches to these problems in the future work.</p></sec></body>
<back>
<sec sec-type="data-availability">
<title>Data Availability</title>
<p>The data used to support the findings of this study are included within the article. The researchers can also contact the corresponding author for more information.</p></sec>
<sec sec-type="COI-statement">
<title>Conflicts of Interest</title>
<p>The authors declare that they have no conflicts of interest.</p></sec>
<ack>
<title>Acknowledgments</title>
<p>This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (grants 11273020 and 11573022), the Science Foundation of Sichuan Science and Technology Department (grant 2018JY0502), the Science Foundation of China West Normal University (grant 17YC050), and the Natural Science Foundation of Shandong Province (grant ZR2019MA059).</p></ack>
<ref-list>
<ref id="B1" content-type="article">
<label>1</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hawking</surname>
<given-names>S. W.</given-names></name></person-group>
<article-title>Black hole explosions?</article-title>
<source><italic>Nature</italic></source>
<year>1974</year>
<volume>248</volume>
<issue>5443</issue>
<fpage>30</fpage>
<lpage>31</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1038/248030a0</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-36949051230</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B2" content-type="article">
<label>2</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shu-zheng</surname>
<given-names>Y.</given-names></name>
<name>
<surname>Jian-yang</surname>
<given-names>Z.</given-names></name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>Z.</given-names></name></person-group>
<article-title>The dependence of Hawking thermal spectrum on angular variables</article-title>
<source><italic>Acta Physica Sinica (Overseas Edition)</italic></source>
<year>1995</year>
<volume>4</volume>
<fpage>147</fpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1004-423x/4/2/010</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-84956237187</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B3" content-type="article">
<label>3</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kraus</surname>
<given-names>P.</given-names></name>
<name>
<surname>Wilczek</surname>
<given-names>F.</given-names></name></person-group>
<article-title>Self-interaction correction to black hole radiance</article-title>
<source><italic>Nuclear Physics B</italic></source>
<year>1995</year>
<volume>433</volume>
<issue>2</issue>
<fpage>403</fpage>
<lpage>420</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0550-3213(94)00411-7</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-4243632073</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B4" content-type="article">
<label>4</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Parikh</surname>
<given-names>M. K.</given-names></name>
<name>
<surname>Wiltzek</surname>
<given-names>F.</given-names></name></person-group>
<article-title>Hawking radiation as tunneling</article-title>
<source><italic>Physical Review Letters</italic></source>
<year>2000</year>
<volume>85</volume>
<issue>24</issue>
<fpage>5042</fpage>
<lpage>5045</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.85.5042</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-0034430376</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">11102182</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B5" content-type="article">
<label>5</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J. Y.</given-names></name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>Z.</given-names></name></person-group>
<article-title>New coordinates for Kerr&#x2013;Newman black hole radiation</article-title>
<source><italic>Physics Letters B</italic></source>
<year>2005</year>
<volume>618</volume>
<issue>1-4</issue>
<fpage>14</fpage>
<lpage>22</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physletb.2005.05.024</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-20444377288</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B6" content-type="article">
<label>6</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>S. Z.</given-names></name></person-group>
<article-title>Kerr&#x2013;Newman&#x2013;Kasuya black hole tunnelling radiation</article-title>
<source><italic>Chinese Physics Letters</italic></source>
<year>2005</year>
<volume>22</volume>
<issue>10, article 2492</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0256-307x/22/10/010</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-25644437077</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B7" content-type="article">
<label>7</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>&#x00D6;vg&#x00FC;n</surname>
<given-names>A.</given-names></name>
<name>
<surname>Jusufi</surname>
<given-names>K.</given-names></name></person-group>
<article-title>Massive vector particles tunneling from noncommutative charged black holes and their GUP-corrected thermodynamics</article-title>
<source><italic>The European Physical Journal Plus</italic></source>
<year>2016</year>
<volume>131</volume>
<issue>5, article 177</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1140/epjp/i2016-16177-4</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-84971324058</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B8" content-type="article">
<label>8</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kuang</surname>
<given-names>X. M.</given-names></name>
<name>
<surname>Saavedra</surname>
<given-names>J.</given-names></name>
<name>
<surname>&#x00D6;vg&#x00FC;n</surname>
<given-names>A.</given-names></name></person-group>
<article-title>The effect of the Gauss&#x2013;Bonnet term on Hawking radiation from arbitrary dimensional black brane</article-title>
<source><italic>The European Physical Journal C</italic></source>
<year>2017</year>
<volume>77</volume>
<issue>9, article 613</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1140/epjc/s10052-017-5191-0</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-85029745951</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B9" content-type="article">
<label>9</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sakalli</surname>
<given-names>I.</given-names></name>
<name>
<surname>Ovgun</surname>
<given-names>A.</given-names></name></person-group>
<article-title>Hawking radiation and deflection of light from Rindler modified Schwarzschild black hole</article-title>
<source><italic>EPL (Europhysics Letters)</italic></source>
<year>2017</year>
<volume>118</volume>
<issue>6, article 60006</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1209/0295-5075/118/60006</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-85029117963</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B10" content-type="article">
<label>10</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kerner</surname>
<given-names>R.</given-names></name>
<name>
<surname>Mann</surname>
<given-names>R. B.</given-names></name></person-group>
<article-title>Fermions tunnelling from black holes</article-title>
<source><italic>Classical and Quantum Gravity</italic></source>
<year>2008</year>
<volume>25</volume>
<issue>9, article 095014</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0264-9381/25/9/095014</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-43049095728</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B11" content-type="article">
<label>11</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kerner</surname>
<given-names>R.</given-names></name>
<name>
<surname>Mann</surname>
<given-names>R. B.</given-names></name></person-group>
<article-title>Charged fermions tunnelling from Kerr&#x2013;Newman black holes</article-title>
<source><italic>Physics Letters B</italic></source>
<year>2008</year>
<volume>665</volume>
<issue>4</issue>
<fpage>277</fpage>
<lpage>283</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physletb.2008.06.012</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-46449129903</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B12" content-type="article">
<label>12</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yale</surname>
<given-names>A.</given-names></name>
<name>
<surname>Mann</surname>
<given-names>R. B.</given-names></name></person-group>
<article-title>Gravitinos tunneling from black holes</article-title>
<source><italic>Physics Letters B</italic></source>
<year>2009</year>
<volume>673</volume>
<issue>2</issue>
<fpage>168</fpage>
<lpage>172</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physletb.2009.02.019</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-63749087552</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B13" content-type="article">
<label>13</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>K.</given-names></name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>S. Z.</given-names></name></person-group>
<article-title>Fermion tunnelling of a new form Finslerian black hole</article-title>
<source><italic>Chinese Physics Letters</italic></source>
<year>2009</year>
<volume>26</volume>
<issue>1, article 010401</issue></element-citation></ref>
<ref id="B14" content-type="article">
<label>14</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Di Criscienzo</surname>
<given-names>R.</given-names></name>
<name>
<surname>Vanzo</surname>
<given-names>L.</given-names></name></person-group>
<article-title>Fermion tunneling from dynamical horizons</article-title>
<source><italic>EPL (Europhysics Letters)</italic></source>
<year>2008</year>
<volume>82</volume>
<issue>6, article 60001</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1209/0295-5075/82/60001</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-79051469691</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B15" content-type="article">
<label>15</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>K.</given-names></name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>S. Z.</given-names></name></person-group>
<article-title>Fermion tunneling from higher-dimensional black holes</article-title>
<source><italic>Physical Review D</italic></source>
<year>2009</year>
<volume>79</volume>
<issue>6, article 064035</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.79.064035</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-65549136078</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B16" content-type="article">
<label>16</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>S. Z.</given-names></name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>K.</given-names></name></person-group>
<article-title>Black hole spacetime in generalized Rastall gravity</article-title>
<source><italic>SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica &#x0026; Astronomica</italic></source>
<year>2010</year>
<volume>49</volume>
<issue>7, article 070501</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1360/sspma2018-00360</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-85073590703</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B17" content-type="article">
<label>17</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Amelino-Camelia</surname>
<given-names>G.</given-names></name>
<name>
<surname>Ahluwalia</surname>
<given-names>D. V.</given-names></name></person-group>
<article-title>Relativity in spacetimes with short-distance structure governed by an observer-independent (PLANCKIAN) LENGTH SCALE</article-title>
<source><italic>International Journal of Modern Physics D</italic></source>
<year>2002</year>
<volume>11</volume>
<issue>1</issue>
<fpage>35</fpage>
<lpage>59</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0218271802001330</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-0036344664</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B18" content-type="article">
<label>18</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Magueijo</surname>
<given-names>J.</given-names></name>
<name>
<surname>Smolin</surname>
<given-names>L.</given-names></name></person-group>
<article-title>Lorentz invariance with an invariant energy scale</article-title>
<source><italic>Physical Review Letters</italic></source>
<year>2002</year>
<volume>88</volume>
<issue>19, article 190403</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.88.190403</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-85038279054</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">12005620</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B19" content-type="article">
<label>19</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ellis</surname>
<given-names>J.</given-names></name>
<name>
<surname>Mavromatos</surname>
<given-names>N. E.</given-names></name>
<name>
<surname>Nanopoulos</surname>
<given-names>D. V.</given-names></name></person-group>
<article-title>String theory modifies quantum mechanics</article-title>
<source><italic>Physics Letters B</italic></source>
<year>1992</year>
<volume>293</volume>
<issue>1-2</issue>
<fpage>37</fpage>
<lpage>48</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0370-2693(92)91478-R</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-0002070554</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B20" content-type="article">
<label>20</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kruglov</surname>
<given-names>S. I.</given-names></name></person-group>
<article-title>Modified wave equation for spinless particles and its solutions in an external magnetic field</article-title>
<source><italic>Modern Physics Letters A</italic></source>
<year>2013</year>
<volume>28</volume>
<issue>6, article 1350014</issue>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0217732313500144</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-84874811737</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B21" content-type="article">
<label>21</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jacobson</surname>
<given-names>T.</given-names></name>
<name>
<surname>Liberati</surname>
<given-names>S.</given-names></name>
<name>
<surname>Mattingly</surname>
<given-names>D.</given-names></name>
<name>
<surname>Erratum</surname>
<given-names>A.</given-names></name></person-group>
<article-title>A strong astrophysical constraint on the violation of special relativity by quantum gravity</article-title>
<source><italic>Nature</italic></source>
<year>2003</year>
<volume>424</volume>
<issue>6952</issue>
<fpage>1019</fpage>
<lpage>1021</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nature01882</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-0041864020</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B22" content-type="article">
<label>22</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kruglov</surname>
<given-names>S. I.</given-names></name></person-group>
<article-title>Modified Dirac equation with Lorentz invariance violation and its solutions for particles in an external magnetic field</article-title>
<source><italic>Physics Letters B</italic></source>
<year>2012</year>
<volume>718</volume>
<issue>1</issue>
<fpage>228</fpage>
<lpage>231</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physletb.2012.10.037</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-84868190932</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B23" content-type="article">
<label>23</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bonner</surname>
<given-names>W. B.</given-names></name>
<name>
<surname>Vaidya</surname>
<given-names>C. P.</given-names></name></person-group>
<article-title>Spherically symmetric radiation of charge in Einstein-Maxwell theory</article-title>
<source><italic>General Relativity and Gravitation</italic></source>
<year>1970</year>
<volume>1</volume>
<issue>2</issue>
<fpage>127</fpage>
<lpage>130</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF00756891</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-34250482184</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B24" content-type="article">
<label>24</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>S. Z.</given-names></name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>K.</given-names></name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>J.</given-names></name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>Q. Q.</given-names></name></person-group>
<article-title>Lorentz invariance violation and modified hawking fermions tunneling radiation</article-title>
<source><italic>Advances in High Physics</italic></source>
<year>2016</year>
<volume>2016, article 7058764</volume>
<lpage>7</lpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2016/7058764</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-84979670938</pub-id></element-citation></ref>
<ref id="B25" content-type="article">
<label>25</label><element-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Feng</surname>
<given-names>Z. W.</given-names></name>
<name>
<surname>Ding</surname>
<given-names>Q. C.</given-names></name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>S. Z.</given-names></name></person-group>
<article-title>Modified fermion tunneling from higher-dimensional charged AdS black hole in massive gravity</article-title>
<source><italic>The European Physical Journal C</italic></source>
<year>2019</year>
<volume>79</volume>
<issue>5</issue>
<fpage>445</fpage>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1140/epjc/s10052-019-6959-1</pub-id><pub-id pub-id-type="other">2-s2.0-85066261556</pub-id></element-citation></ref></ref-list></back></article>