A status report on the phenomenology of black holes in loop quantum gravity: Evaporation, tunneling to white holes, dark matter and gravitational waves
对圈量子引力中黑洞的理解正变得越来越准确。这篇评论的重点是潜在的spinfoam结构的时空可能的实验或观测结果。它涉及与霍金蒸发相关的方面以及由于可能存在反弹而引起的方面。最后，考虑暗物质和引力波的后果。
2018-08-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Melanopogenesis: Dark Matter of (almost) any Mass and Baryonic Matter from the Evaporation of Primordial Black Holes weighing a Ton (or less)
质量在$1\ {\rm gram}\lesssim M_{\rm PBH}\lesssim$ 1000 kg范围内的原始黑洞的蒸发可以导致产生$0.1\ {\rm MeV}\lesssim m_{\rm DM}\lesssim 10^{18}$ GeV范围内几乎任何质量的暗物质粒子，并且在非常早期具有正确的遗迹密度$τ\lesssim 10^{-10}$ s。我们计算，作为原始黑洞质量和初始丰度的函数，暗物质粒子质量和有效暗自由度的数量的组合，导致今天的暗物质的正确丰度，蒸发是否停止在普朗克尺度附近。此外，由于黑洞蒸发也可以导致重子不对称的生产，我们计算的暗物质的生产和重子生成可以同时发生，在各种假设：重子生成通过大统一玻色子衰变，通过leptogenesis，或通过不对称的共同起源的暗物质和普通物质。最后，我们评论可能的方法来测试这个场景。
2019-04-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Wide Binary Evaporation by Dark Solitons: Implications from the GAIA Catalog
本文通过解析计算研究随机分布空间延展暗天体潮汐扰动下的双星蒸发，指出银河系宽双星易受暗物质孤子破坏，利用GAIA EDR3类晕宽双星可探测孤子暗物质，对稀疏类轴子玻色子星的观测灵敏度覆盖$m_a \sim 10^{-17}-10^{-15}$ eV。
2025-02-11 astro-ph.HE hep-ph
The Sun Can Strongly Constrain Spin-Dependent Dark Matter Nucleon Scattering Below the Evaporation Limit
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学）
本文研究了太阳对低质量自旋依赖暗物质核散射的限制作用，发现其观测可显著超越地球限制，尤其在0.2 GeV以下提供领先约束。
2026-03-04 astro-ph.HE hep-ph
Evaporation and scattering of momentum- and velocity-dependent dark matter in the Sun
暗物质与原子核的相互作用依赖于动量或速度，这对解释所谓的太阳辐射问题（太阳光谱学和日震学之间长期存在的分歧）具有重要意义。最适合的模型都相当轻，通常质量在3-5 GeV范围内。这正是太阳蒸发暗物质的重要质量范围，但迄今为止还没有对这种模型的蒸发进行详细计算。在这里，我们进行这种计算，第一次包括任意的速度和动量相关的相互作用，热效应，和一个完全通用的治疗有效的从光学薄的限制，一直到光学厚的制度。我们发现，根据暗物质的质量，相互作用强度和类型，质量低于蒸发是相关的可以从1到4 GeV。这削弱了一些更适合解决太阳辐射问题的方案，但也改善了一些其他方案。作为一个副产品，我们还提供了一个改进的推导捕获率，考虑到热和光学深度的影响，使标准的结果，以顺利地匹配到众所周知的饱和极限。
2017-10-24 astro-ph.CO hep-ph
Evaporation Barrier for Dark Matter in Celestial Bodies
本文提出媒介子诱导的密度梯度力会为天体中的暗物质形成蒸发势垒，使亚MeV暗物质不再蒸发，从而开辟了比直接探测灵敏度低多个数量级的新轻暗物质搜索领域。
2024-06-04 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Soft Scattering Evaporation of Dark Matter Subhalos by Inner Galactic Gases
本文研究星系内部气体通过软散射蒸发低质量暗物质次晕的机制，计算了暗物质偶极矩下的蒸发率，发现质量低于10^-5太阳质量的次晕在星系中心区域易被蒸发，影响其分布。
2023-11-17 astro-ph.CO hep-ph
Testing Dark Energy and Light Particles via Black Hole Evaporation at Colliders
我们表明，对撞机实验有可能排除轻标量场以及通用模型的修改后的重力作为暗能量的候选人。我们的机制使用黑洞辐射的光谱，同样可以很好地应用于确定光的自由度的数量。我们得到了大量标量粒子的灰体因子，并计算了总发射率。虽然大型强子对撞机（LHC）可能无法达到所需的精度，但测量是在下一代对撞机的范围内。
2005-01-20 astro-ph hep-ph hep-th
Primordial Black Holes as Dark Matter: The Power Spectrum and Evaporation of Early Structures
我们认为大质量的原始黑洞是暗物质的主要形式的可能性。黑洞的形成产生熵的波动，增加了泊松噪声的物质功率谱。我们利用莱曼α森林观测值来约束物质功率谱中的泊松项，然后我们将黑洞的质量约束为小于10^4太阳质量的几倍。我们还发现，到现在为止，原始黑洞数量少于10^3个的结构已经蒸发了。
2003-02-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraints on the maximal number of dark degrees of freedom from black hole evaporation, cosmic rays, colliders, and supernovae
本文系统更新并分析了黑洞蒸发、宇宙射线、对撞机直接引力产生及超新星能量损失等渠道对暗扇区自由度数量的约束，尤其关注轻或无质量自由度情形。
2024-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Non-Cold Dark Matter from Primordial Black Hole Evaporation
在早期宇宙中，原始黑洞的衰变可以产生仅与引力耦合的暗物质。如果暗物质比初始黑洞的温度轻，那么它可能足够温暖，从而受到结构形成的限制。在本文中，我们进行了更精确的确定这些约束。我们首先评估的暗物质相空间分布，而不依赖于瞬时衰变近似。然后，我们接口这个相空间分布与玻尔兹曼代码类提取相应的物质功率谱，我们发现，以匹配密切的温暖的暗物质模型，虽然与不同的暗物质质量。这种映射使我们能够从莱曼- $α$数据中提取约束，而无需进行流体动力学模拟。与先前的分析估计一致，我们有力地排除了这样一种可能性，即原始黑洞已经开始主导宇宙的能量密度，同时通过衰变产生所有的DM。暗辐射和leptogenesis的后果和影响也进行了简要讨论。
2020-09-21 astro-ph.CO hep-ph
Electron-target experiment constraints on light dark matter produced in primordial black hole evaporation
银河系中的亚GeV轻暗物质粒子或原始黑洞等宏观物体由于直接探测实验中WIMP的零结果而成为有吸引力的暗物质候选者。我们探讨了目前的PBH作为一种新的来源，以产生光增强DM和限制光PBH与当前和未来的地面设施的可能性。我们研究了电子弹性散射数据，并获得了来自Super-Kamiokande和XENON 1 T对PBH蒸发的助推DM的电流约束。亚GeV的DM-电子散射截面和DM组成的PBHs $f_{\rm PBH}$的分数的前瞻性的界限也施加为未来的氙实验。
2022-09-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Breakdown of Hawking Evaporation opens new Mass Window for Primordial Black Holes as Dark Matter Candidate
本文考虑霍金半经典近似在半衰期后失效导致蒸发受抑制的效应，重新审视原初黑洞的宇宙学与天体物理学约束，发现原有限制在合理参数范围内完全消失，从而为低于 $10^{10}$ g 的轻原初黑洞作为暗物质候选者开辟了新窗口。
2024-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Non-Cold Dark Matter from Memory-Burdened Primordial Black Holes
Universitäts-Sternwarte, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学天文台）；Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Excellence Cluster ORIGINS（ORIGINS卓越集群）；Theoretische Natuurkunde & The International Solvay Institutes, Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学理论物理与国际索尔维研究所）；Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；Arnold Sommerfeld Center, Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学阿诺德·索末菲中心）；Fakultät Physik, Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学物理学院）
研究原初黑洞蒸发产生的非冷暗物质对Lyman-α限制的影响，通过计算其相空间分布及对小尺度过密区域的影响，重新解释热暖暗物质约束，探讨参数空间和暗物质质量的关系。
2026-03-31 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter production from evaporation of regular primordial black holes
Physics Division, National Center for Theoretical Sciences, National Taiwan University（台湾大学理论科学国家中心物理组）
本文提出通过重新定义常规黑洞（RBH）度规中的正则化参数来保持蒸发过程的自相似性，从而实现RBH完全蒸发，进而为暗物质（DM）生产提供新的框架，同时解决黑洞奇点问题。
2026-05-21 gr-qc hep-ph hep-th
Dark matter from phase transition generated PBH evaporation with gravitational waves signatures
本研究探讨超轻原初黑洞蒸发产生暗物质，结合一阶相变产生双峰引力波信号，可在未来实验中探测并区分不同质量范围。
2024-07-21 astro-ph.CO hep-ph
Beyond Hawking evaporation of black holes formed by dark matter in compact stars
本研究探讨记忆负担效应（黑洞获量子毛降低蒸发速率）对中子星内暗物质形成并吞噬宿主星的黑洞的影响，发现该效应可将自旋0和1/2暗物质的核子散射截面与质量约束拓展数个数量级。
2025-02-20 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Can a Breakdown of Hawking Evaporation Open a New Mass Window for Primordial Black Holes as Dark Matter?
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center (WIPAC)（威斯康星冰立方粒子天体物理中心）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；University of North Florida（北佛罗里达大学）；Ludwig-Maximilians-Universität（路德维希-马克西米利安大学）；Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；University of Utah（犹他大学）；Université de Montpellier（蒙彼利埃大学）
研究探讨霍金蒸发崩溃是否能为质量在10^4 g至10^10 g之间的原始黑洞作为暗物质提供新窗口，指出若相变瞬间则成立，否则会限制轻质量黑洞作为暗物质的可能性。
2026-03-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quantum effects on the evaporation of PBHs: contributions to dark matter
本文研究了记忆负担效应这一量子修正对原初黑洞蒸发的影响，发现该效应显著延长了黑洞寿命，使质量较小的黑洞可作为暗物质候选者，并结合其向基本粒子的衰变，确定了满足暗物质遗迹丰度的广阔参数空间。
2024-07-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Core-collapse, evaporation and tidal effects: the life story of a self-interacting dark matter subhalo
自相互作用暗物质（SIDM）宇宙学承认暗物质（DM）晕密度分布的巨大多样性，从低密度核心到高密度核心塌陷尖点。高中心密度的增长的可能性，在低质量的晕，加速，如果晕是subhalos较大的系统，有有趣的后果小晕搜索与子结构透镜。然而，随着透镜-质量系统（$\sim 10^{13}M_\odot$）中$\lesssim 10^8 M_\odot$子晕的演化，传统的N体模拟在计算上是昂贵的。在这项工作中，我们开发了一种新的混合半解析+N体方法来研究高保真度的SIDM subhalos的演变，从核心形成核心崩溃，在分阶段模拟。我们的方法适用于小的subhalos（$\lesssim 1/1000$主机质量），其中动态摩擦引起的误差是最小的。我们能够捕获的subhalo粒子的蒸发与主机晕粒子的相互作用，尚未被充分探讨的背景下，subhalo核心崩溃的效果。我们发现三个主要的过程驱动下晕演化：下晕内部热外流，主机下晕蒸发，和潮汐效应。只有当热量外流超过蒸发和潮汐加热的能量增益时，晕下中心密度才会增长。因此，蒸发延迟甚至破坏了次晕核的坍缩。我们绘制了参数空间的subhalos核心崩溃，发现它几乎是不可能的驱动核心崩溃的subhalos在SIDM模型与常数截面。任何超紧凑暗子结构的发现与未来的子结构透镜观测有利于额外的自由度，如速度依赖性，在截面。
2022-08-23 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Isocurvature Constraints on Dark Matter from Evaporated Primordial Black Holes
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学）；INFN Sezione di Roma Tre（意大利国家核物理研究所罗马第三分部）；Universität Zürich（苏黎世大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
研究通过原初黑洞蒸发产生暗物质粒子的等曲率扰动约束及暗物质过量问题。
2026-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Hole Evaporation and Dark Matter Production: II. Interplay with the Freeze-In/Out Mechanism
我们研究了原始黑洞的蒸发如何通过热过程影响暗物质的产生。我们考虑费米子DM与标准模型粒子的相互作用，通过自旋为1的介质的背景下冻结或冻结机制。我们发现，当PBH蒸发后，主导宇宙的能量密度，PBH作为DM的来源，并不断注入熵到可见光区，可以影响热生产在三个质量上不同的方式。我们计算的湮灭截面占PBH产生和热产生的DM人口之间和内部的相互作用，并建立了一组玻尔兹曼方程，我们解决，以获得正确的遗物丰度在这些不同的制度和面对的结果与一组不同的宇宙学约束。我们给出了计算PBH主导的早期宇宙中冻结出和冻结入机制遗迹丰度的解析公式。我们确定的参数空间的PBH稀释的遗迹密度和热化发生的区域。此外，我们已经公开了我们的代码，数值求解玻尔兹曼方程。
2022-01-29 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Hole Evaporation and Dark Matter Production: I. Solely Hawking radiation
早期宇宙中黑洞的霍金蒸发预计将大量产生各种粒子，而不管它们在标准模型规范群下的电荷如何。因此，任何已知或未知的基本粒子都可能在黑洞的生命周期中产生。这当然包括暗物质（DM）粒子。本文改进了以前的计算DM生产的原始黑洞（PBH），始终包括灰体的因素，并通过细致地跟踪系统的耦合玻尔兹曼方程。我们发现，产生所观察到的遗物丰度所需的初始PBH密度强烈地依赖于DM自旋，在非旋转PBH的情况下，在自旋2和标量DM之间的大约$\sim 2$数量级上变化。对于Kerr PBH，我们发现玻色子产生的预期增强减少了解释测量所需的初始分数。我们进一步考虑DM的间接生产，假设存在额外的和不稳定的自由度的蒸发，后来衰减到DM。对于只有一个重粒子的最小设置，我们发现，最终的遗迹丰度可以增加最多的一个因素$\sim 4$的标量重态和Schwarzschild PBH的情况下，或由$\sim 4.3$的一个因素的自旋为2的粒子的情况下，克尔PBH。
2022-01-29 astro-ph.CO hep-ph
Luminosity Signatures of Dark Sector Particles from Black Hole Evaporation in Neutron Stars
University of Cyprus（塞浦路斯大学）
本研究探讨中子星内暗物质坍缩形成的黑洞经霍金蒸发产生长寿命粒子逃逸并衰变，通过能量-角分布特征为高能中微子和伽马射线观测提供新探针。
2026-11-10 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes, Charge, and Dark Matter: Rethinking Evaporation Limits
Stockholm universitet（斯德哥尔摩大学）；National Taiwan University（台湾大学）；Czech Academy of Sciences（捷克科学院）；Victoria University of Wellington（惠灵顿维多利亚大学）
研究探讨了原初黑洞作为暗物质的可能性，指出旋转Kerr黑洞模型比Schwarzschild黑洞更合理，并强调电荷在早期宇宙中可能被保留，从而改变原初黑洞蒸发极限。
2025-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Evaporation of dark matter from celestial bodies
银河系暗物质（DM）粒子与天体成分的散射可能导致它们在这些物体内积累。然而，介质的有限温度设定了DM粒子为了保持被捕获而必须具有的最小质量，即蒸发质量。低于该质量的DM粒子很可能以高于逃逸速度的速度散射，因此它们会被踢出捕获物体并逃逸。在这里，我们计算DM蒸发质量的所有球形天体流体静力平衡，跨越质量范围$[10^{-10} - 10^2]~M_\odot$，恒定的散射截面和$s$波湮灭。我们说明了蒸发率的指数尾部的关键重要性，这在最近的文献中并不总是得到赞赏，并获得了一个强大的结果：对于散射截面的几何值和与核子的相互作用，在局部星系位置，流体静力平衡下所有球形天体的DM蒸发质量近似为$E_c/T_χ\sim 30$，其中$E_c$是物体核心处DM粒子的逃逸能量，$T_χ$是它们的温度。在这种情况下，DM蒸发质量的最小值，$m_{\rm evap} \simeq 0.7$ GeV的超超新星和棕矮星。对于散射截面的其他值，DM蒸发质量在$10^{-41}~\textrm{cm}^2 \leq σ_p \leq 10^{-31}~\textrm{cm}^2$范围内仅变化小于3的因子，其中$σ_p$是自旋无关的DM核子散射截面。它依赖于银河DM密度和速度等参数，或者散射和湮灭截面只是对数，天体密度和温度分布的细节也有很小的影响。
2022-06-21 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.HE
High-Energy Neutrinos from Black Hole Evaporation in Neutron Stars
University of Cyprus（塞浦路斯大学）
研究中子星中由不对称暗物质引力坍缩形成的微观黑洞产生高能中微子的过程，分析暗物质捕获等循环及不同状态，推导相关辐射、能谱和通量，预测信号特征，该机制为霍金蒸发提供新观测窗口，联系多领域。
2026-08-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Dark matter and dark radiation from evaporating primordial black holes
质量范围从$10^{-5}$到$10^9$ g的原始黑洞可能存在于早期宇宙中。通过它们的蒸发机制（在大爆炸核合成之前完成），它们可能释放出超出标准模型的稳定粒子。我们重新考虑了这样的粒子可能构成今天观测到的暗物质的主要部分或一小部分的可能性，更新了暖暗物质约束对这种情况的影响。如果足够轻，来自原始黑洞蒸发的稳定粒子也可能对暗辐射做出重大贡献。我们概括了以前的研究，这个有趣的暗物质和暗辐射的产生机制，包括吸积和熵不守恒的可能数量的影响。我们还详细讨论了标准模型之外的稳定粒子候选者的一些具体例子。
2020-12-17 astro-ph.CO hep-ph
Neutrinos from Primordial Black Holes in Theories with Extra Dimensions
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生院）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本研究提出五维原初黑洞的霍金蒸发可解释KM3-230213A中微子事件，同时规避伽马射线和IceCube的约束，为暗维度情景提供支持。
2025-09-23 hep-ph
KM3NeT upper bounds of detection rates of solar neutrinos from annihilations of dark matter at the solar core
到目前为止，弱相互作用大质量粒子（WIMP）仍然是暗物质最受欢迎的候选者之一。如果这些弱相互作用粒子在太阳核心内被引力捕获，它们可能会产生高能中微子作为最终产物，以防它们在太阳核心发生自湮灭。在这项工作中，我们解决了这种中微子在拟议的KM 3 NeT探测器的可探测性。在KM 3 NeT的这种中微子的检测率的上限计算的情况下，一个通用的暗物质的情况下，也当粒子暗物质的特定模型被选择。在这项工作中，不同的湮灭暗物质质量的μ子事件率的上限计算的情况下，暗物质湮灭通道（例如$b\bar{b}~, W^+W^-, Z\bar{Z} $等）。这些上限也计算通过考虑暗物质散射截面使用上限从PandaX-4 T直接暗物质搜索实验获得。
2023-03-14 hep-ph
On the Minimum Dark Matter Mass Testable by Neutrinos from the Sun
我们讨论了一个限制提取边界上的散射截面的暗物质与核子，从太阳中微子。如果暗物质粒子足够轻（小于约4 GeV），蒸发的影响是不可忽略的，捕获过程与蒸发平衡。在这个制度下，通量的太阳中微子的暗物质起源成为独立的散射截面，因此没有约束可以放置在it.We找到的最小值的暗物质质量的散射截面的核子可以探测使用来自太阳的中微子。我们还提供了简单而准确的拟合函数的所有相关过程的GeV尺度的暗物质在太阳。
2013-07-08 astro-ph.CO hep-ph
The Effects of Primordial Black Holes on Dark Matter Models
我们调查的影响产生暗物质的霍金蒸发的原始黑洞（PBH）的情况下，可能有第二个动机良好的暗物质生产机制，如冻结，冻结，或重力生产。我们发现，PBH和暗物质的替代来源之间的相互作用可以引起模型独立的修改所需的暗物质丰度从每个生产机制，这反过来又影响了暗物质检测的前景。特别是，我们证明了冻结机制，占蒸发的PBH冻结后需要一个更大的湮灭截面的暗物质粒子比其典型值的热暗物质。对于缺乏热化的机制，由于一个微弱的耦合到热浴，我们表明，PBH贡献的暗物质丰度导致的要求，甚至更弱的耦合。此外，我们表明，当一个大的初始丰富的PBH导致早期的物质占主导地位的时代，PBH蒸发单独不能解释整个丰富的暗物质今天。在这种情况下，一个额外的生产机制是必需的，在对比的情况下，当PBH的形成和蒸发在辐射主导的时代。
2020-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Dark Matter Self-Interaction in the Sun with IceCube-PINGU
我们研究太阳内部暗物质的捕获、湮灭和蒸发。已经证明DM自相互作用可以增加太阳内部的DM数。我们证明，这种增强变得更加显着的小DM质量的制度，给定一个固定的DM自相互作用截面。这导致了DM湮灭产生的中微子通量的增强。另一方面，对于低至几个GeV的DM质量，不仅DM-核散射可以引起DM蒸发，DM自相互作用也提供了不可忽略的贡献。因此，DM蒸发的临界质量（通常为3 $\sim$ 4 GeV，没有DM自相互作用）可以稍微增加。以湮没通道$χχ\rightarrow τ^{+}τ^{-}, ν\barν$为例，讨论了在IceCube-PINDU中探测DM自相互作用的前景。对径迹事件和级联事件，估计了PINDU对DM自相互作用截面$σ_{χχ}$的敏感性。
2014-11-20 astro-ph.HE hep-ph
Observing Micro Black Hole Dark Matter
Université Paris–Saclay, CNRS, CEA, Institut de Physique Theorique（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会，理论物理研究所）；Arnold Sommerfeld Center, Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学阿诺德·索末菲中心）；Fakultät Physik, Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学物理学院）
研究微黑洞暗物质在不同模型中的观测特征，探讨其在中子星存活、中微子望远镜和并合信号中的探测可能性。
2026-08-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational dark matter production: primordial black holes and UV freeze-in
暗物质（DM）只与标准模型的引力相互作用，可能是在早期宇宙中由原始黑洞（PBH）的霍金蒸发产生的。这种机制在大范围的DM质量中是可行的，跨越到普朗克尺度。然而，DM也可由不可还原的UV重力冻结产生。我们发现，后者的机制设置强大的界限，不包括大区域的参数空间有利于PBH生产。
2021-02-04 hep-ph
Thermal transport of the solar captured dark matter and its impact on the indirect dark matter search
我们研究了太阳捕获的暗物质（DM）系统中发生的热输运，并探讨了它对DM间接搜索信号的影响。我们特别关注自交互DM（SIDM）的情况。能量的流入和流出是由DM-核子和DM-DM散射引起的太阳俘获、DM湮灭引起的能量耗散以及DM与太阳核之间的热交换引起的。我们研究了DM温度的演化，并表明，DM温度可以高于核心温度的太阳，如果DM-核子截面是足够小的能量流由于DM自相互作用变得相对重要。我们认为，正确的DM温度应该被用来准确地预测DM湮灭率，这是相关的DM的间接检测。
2015-09-01 hep-ph
New limits on dark photons from solar emission and keV scale dark matter
我们提供更新的限制太阳发射的暗光子，或更一般的任何光矢量粒子耦合到电子矢量电流。最近2019年和2020年来自XENON 1 T的电子反冲数据现在对这些模型提供了比亚keV质量区域的恒星能量损失更严格的约束。我们还表明，太阳发射的暗光子不提供一个很好的适合最近的氙1 T过剩的2-5千电子伏的能量箱。相比之下，2-4 keV质量的暗光子的吸收，饱和的本地暗物质质量密度提供了一个很好的适合过剩，混合角的范围$ε\in (4-12)\times 10^{-16}$，同时满足天体物理学的约束。类似地，利用矢量门的其他模型可以拟合过量，包括那些具有将暗光子场强度直接耦合到电子自旋的算子的模型。
2020-12-07 hep-ph
Connecting Primordial Black Hole to boosted sub-GeV Dark Matter through neutrino
对WIMP之外的其他暗物质候选者的探索激发了银河系中的原始黑洞或亚GeV暗物质粒子。目前，来自PBH蒸发的中微子作为一种新的介质，在陆地实验中提高了亚GeV DM并留下了签名。我们探讨了由PBH蒸发产生的中微子流（PBH $ν$ BDM）对DM的增强作用，从而将宏观PBH与亚GeV DM粒子联系起来。我们认为这个PBH $ν$ BDM的情况下，解释氙1 T千电子伏过量。亚GeV的DM-电子散射截面上的投影边界和DM的PBHs组成的分数$f_{\rm PBH}$施加为未来的实验。
2021-08-12 hep-ex hep-ph
Black hole remnants are not too fast to be dark matter
我们评论最近声称，在霍金蒸发的最后阶段的反冲给黑洞残余物大的速度，使他们作为一个暗物质候选人不可能。我们指出，由于宇宙膨胀，这样大的速度在蒸发的最后阶段是不紧张的冷暗物质的范例，只要他们在足够早的时间达到。特别是，预测的反冲速度是鲁棒性与观测兼容，如果残留物形成之前的时代大爆炸核合成，这是一个要求，这是已经施加的物理核合成本身。
2021-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-thermal Production of Dark Matter from Primordial Black Holes
我们提出了一个方案，从原始黑洞蒸发的非热生产的暗物质。一个非常早期的物质支配时期导致了最大质量为$\simeq 2 \times 10^8$ g的黑洞的形成，其随后在大爆炸核合成之前的蒸发可以产生宇宙中所有的暗物质。我们表明，正确的遗物丰度可以通过这种方式获得热不足的暗物质在100 GeV-10 TeV的质量范围。为了实现这一点，在小尺度的标量功率谱相关的黑洞形成的一个因素，${\cal O}(10^5)$相对于可访问的尺度由宇宙微波背景实验应增强。
2018-03-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Black Holes as Dark Matter Candidates
本文综述了原初黑洞的形成和蒸发以及它们对暗物质的可能贡献。各种限制表明，他们只能在质量窗口$10^{17}$ - $10^{23}\,$ g或$10$ - $10^{2}\,M_{\odot}$中提供大部分，最后一种可能性可能是由LIGO/Virgo观测提出的。然而，PBH可能有重要的后果，即使他们有一个低的宇宙密度。足够大的黑洞可能会产生宇宙结构，并为星系核中的超大质量黑洞提供种子。普朗克质量的PBH蒸发遗迹或比$10^{12}\,M_{\odot}$大得惊人的黑洞也可能是一个有趣的暗成分。
2022-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ultraheavy Dark Matter and WIMPs Production aided by Primordial Black Holes
本工作研究了原初黑洞存在下超重暗物质与WIMPs的产生机制，通过Hawking蒸发和非标准宇宙学效应，在具体B-L模型中实现了质量超10 TeV暗物质的正确遗迹密度，支持重暗物质粒子的持续搜寻。
2024-08-23 hep-ph hep-th
Dark Matter prospects with COSI: ALPs, PBHs and sub-GeV Dark Matter
本文研究 NASA MeV 任务 COSI 在暗物质探测中的潜力，表明其可探测 ALPs 衰变产生的单能伽马射线、PBHs 霍金蒸发产生的 511 keV 谱线以及亚 GeV 暗物质连续谱信号，有望改进现有限制。
2023-02-24 astro-ph.GA hep-ph
New Mass Window for Primordial Black Holes as Dark Matter from Memory Burden Effect
本文提出记忆负担效应会延长原初黑洞寿命，从而放宽BBN和CMB谱畸变对PBH质量范围的约束，使轻于10^9g的PBH可构成全部暗物质。
2024-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The distribution of inelastic dark matter in the Sun
如果暗物质是由新的粒子组成的，这些粒子可能在与太阳中的原子核散射后被捕获，通过额外的散射热化，最后湮灭成可以在地球上检测到的中微子。如果暗物质非弹性散射成稍重的（$\mathcal{O} (10-100)$ keV）状态，则不清楚热化是否发生。一个问题是，从较低质量状态的向上散射可能在运动学上被禁止，此时热化过程有效地停止。由于向下散射，预计蒸发速率也会更大。在这项工作中，我们执行的捕获和热化过程的数值模拟，以研究的暗物质分布的演变。然后，我们计算和比较湮灭率与通常假设的麦克斯韦-玻尔兹曼分布。我们还检查捕获和湮灭之间的平衡是否达到，并发现这一假设肯定打破了探索的参数空间的一部分。我们还发现，蒸发引起的向下散射是不是有效地减少总的暗物质丰度。
2019-05-08 astro-ph.HE hep-ph
Direct Detection of Hawking Radiation from Asteroid-Mass Primordial Black Holes
轻的、小行星质量的原始黑洞，其寿命在宇宙年龄的几百到几百万倍之间，是宇宙学暗物质的有力候选者。使用档案COMPTEL数据，我们改善了目前的限制，允许的参数空间的原始黑洞作为暗物质，通过研究它们的蒸发到附近的天体物理结构中的软伽马射线。我们指出，新一代的建议兆电子伏伽马射线望远镜将提供独特的机会，直接检测霍金蒸发附近的暗物质密集区的观测和约束，或发现，原始黑洞暗物质。
2020-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Distinct signatures of spinning PBH domination and evaporation: doubly peaked gravitational waves, dark relics and CMB complementarity
本文扩展了旋转超低质量原初黑洞（PBH）的研究，探讨其蒸发产生的暗辐射与暗物质特征，发现诱导引力波背景与CMB测量存在互补性，未来实验可借此约束PBH参数空间并揭示早期宇宙膨胀历史。
2023-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Immortality through the dark forces: Dark-charge primordial black holes as dark matter candidates
National Taiwan University（国立台湾大学）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Stockholms universitet（斯德哥尔摩大学）；Victoria University of Wellington（惠灵顿维多利亚大学）
本文探讨通过引入暗电荷降低原初黑洞霍金温度，延长其寿命，使原初黑洞成为暗物质候选者，尤其在低质量范围内。
2025-03-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Secondary Gravitational Wave Signatures from 5D Rotating Primordial Black Holes in the Dark Dimension
Hubei Polytechnic University（湖北理工学院）；University of Ioannina（约阿尼纳大学）
研究五维旋转原始黑洞作为暗物质候选者的暗维度场景，探讨其蒸发动力学及引力波背景，预测信号在LISA和DECIGO/BBO的灵敏度范围内，验证量子引力和额外维度物理。
2026-05-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic gravitational-wave background at 3G detectors as a smoking gun for microscopic dark matter relics
本研究系统探究早期宇宙中形成的微观暗物质遗迹对应的随机引力波背景，发现现有干涉仪仅能勉强探测该信号，而第三代探测器如Einstein Telescope可探测到，强化了其作为发现机器的潜力。
2023-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Redshift Effects in Particle Production from Kerr Primordial Black Holes
本文研究旋转原初黑洞蒸发中暗辐射与非冷暗物质的产生，指出发射提前停止导致的额外红移会显著抑制ΔN_eff并改变暖暗物质约束。
2023-07-28 astro-ph.CO hep-ph
Can Solar Neutrinos be a Serious Background in Direct Dark Matter Searches?
考虑硼太阳中微子，研究了中性流对中微子核散射的相干贡献。这些中微子可能成为未来暗物质搜索的背景源，目标是在远低于每年每吨几个事件的区域内寻找核子截面。
2008-05-30 hep-ph nucl-ex
Bulk Black Hole Dark Matter
本文放宽原初黑洞被限制在膜上的假设，研究其逃逸至暗维度的蒸发过程，发现逃逸近乎瞬时，并据此重新评估了构成全部宇宙暗物质的黑洞质量范围约为10^11至10^21克。
2024-11-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Waves from Binary Mergers of Sub-solar Mass Dark Black Holes
我们探讨了由暗物质粒子通过暗电磁相互作用形成的亚太阳质量黑洞的二元合并的可能光谱。我们估计这些黑暗的黑洞的性质，假设它们的形成过程是平行的人口III恒星的形成，除了暗分子冷却可以产生较小的不透明度限制。我们估计了先进LIGO和爱因斯坦望远镜的二进制合并率，并发现与所有当前约束兼容的情况下，可以产生暗黑洞的速度足够高，先进LIGO检测。
2018-12-13 astro-ph.CO hep-ph
