Constraining primordial magnetic fields through large scale structure
我们研究了宇宙中物质扰动的原初磁场效应。我们假设磁场产生之前的大爆炸核合成（BBN），即在宇宙膨胀的辐射占主导地位的时代，但不限制分析，考虑一个特定的磁的情况。与以前的研究相反，我们限制了总磁场能量密度，而不是在大（1兆秒差距的顺序）尺度的磁场的平滑幅度。我们回顾了几个宇宙学特征，如晕丰度，热Sunyaev Zel'dovich（tSZ）效应，和莱曼- $α$数据。为了进行交叉检查，我们将我们的极限与通过CMB法拉第旋转效应和BBN获得的极限进行比较。$n_B \in (-3; -1.5)$的限值范围为1.5 nG至4.5 nG。
2013-04-15 astro-ph.CO hep-ph
Constraining scotogenic dark matter and primordial black holes using gravitational waves
本文提出利用未来探测器观测原初黑洞主导时期产生的诱导引力波，从而对 scotogenic 暗物质与原初黑洞的质量施加严格约束。
2024-04-21 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the primordial curvature perturbation using dark matter substructure
我们通过对暗物质亚结构的观测来研究原初曲率的扰动。假设曲率扰动在波数k>1 Mpc^{-1}时的谱中有一个凸起，我们用半解析的方法跟踪了主晕和次晕的演化。考虑到可能的不确定性，在评估的潮汐剥离对subhalo增长的影响，我们发现了一个新的强大的约束曲率扰动与颠簸从我们的银河系中观测到的矮球状星系的数量和恒星流的观测。对于k~ 10 ^3 Mpc^{-1}，凸块振幅的上限为O（10^{-7}）。此外，我们发现，这是至关重要的间接检测的暗物质信号的升压因子，是高达O（10^4），由于在当前的观测范围内允许的颠簸。
2022-11-11 astro-ph.CO hep-ph
Constraining primordial curvature perturbations with present and future GW detectors
本文回顾了原初曲率扰动在较小尺度上增强产生标量诱导引力波（SIGWs）的机制，并探讨了利用当前和未来的脉冲星计时阵列及LISA等探测器测量这些信号的前景。
2025-05-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining Primordial Black Holes with the EDGES 21-cm Absorption Signal
EDGES实验最近测量了一个反常的全球21厘米光谱，这是由于氢原子在大约$z\sim 17$的红移处的散射。独立于模型，这个观测到的异常低的重子温度对任何将能量转移到重子环境中的物理过程都有很强的约束。在这里，我们利用21厘米的光谱推导出的能量注入上的界限，由于一个可能的人口的${\cal O}(1-100) M_\odot$原始黑洞，诱导广泛的辐射光谱吸积过程中的周围气体。在计算了原初黑洞群体的总辐射强度后，我们估算了重子气体中产生的热量和电离量，并利用修正后的RECFAST程序计算了由此产生的宇宙热历史。最后，通过强制要求$z\sim 17$的气体温度不超过边缘的指示，我们限制了原始黑洞的可能丰度。根据与吸积模型相关的不确定性，我们发现${\cal O}(10) M_\odot$原初黑洞只能贡献总暗物质丰度的一小部分$f_{\rm PBH}<(1-10^{-3})$。
2018-06-19 astro-ph.CO hep-ph
Constraining high-redshift stellar-mass primordial black holes with next-generation ground-based gravitational-wave detectors
恒星质量窗中可能存在的原始黑洞已经引起了相当大的关注，因为它们的合并可能有助于当前和未来的引力波探测。原始黑洞合并，以及起源于第III族恒星的黑洞合并，预计将在高红移（$z\gtrsim 10$）占主导地位。然而，原始黑洞的合并率密度将随红移单调上升，而第III族的合并只能在第一颗恒星诞生后才能发生。新一代的引力波探测器如宇宙探测器（CE）和爱因斯坦望远镜（ET）可以利用这一特征，直接测量两种粒子的丰度，从而对原始黑洞的丰度进行严格的限制。我们模拟了CE-ET检测器网络观察到的四个月的数据，并进行分层贝叶斯分析，以恢复合并率密度。我们发现，如果宇宙中没有质量为$\mathcal{O}(10M_{\odot})$的原始黑洞，那么它们的丰度$f_{\rm PBH}$作为暗物质能量密度的一部分的预计上限可能低至$f_{\rm PBH}\sim \mathcal{O}({10^{-5}})$，比这个质量范围内的当前上限低两个数量级。如果换成$f_{\rm PBH}\gtrsim 10^{-4}$，未来的引力波观测将在95%可信区间排除$f_{\rm PBH}=0$。
2022-04-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining Primordial Black Hole Formation from Single-Field Inflation
本研究通过计算单场暴胀模型中第二慢滚参数急剧转变引起的单圈修正，发现产生大量原初黑洞的模型会在宇宙微波背景辐射尺度上诱发非微扰耦合，从而可用大尺度观测约束小尺度功率谱。
2024-05-20 astro-ph.CO hep-th
Constraining Primordial Black Holes with Dwarf Galaxy Heating
在早期宇宙中形成的黑洞，在恒星形成之前，可以作为暗物质存在，也有助于在引力波中观察到的黑洞合并事件。通过考虑原初黑洞与星际介质的相互作用，从而导致气体的加热，我们对原初黑洞的丰度设定了一个新的极限。我们研究一般的加热机制，包括从吸积盘，动力学摩擦和磁盘流出的排放。利用狮子座T矮星系的数据，我们设置了一个新的宇宙学独立的限制PBH的丰度在质量范围$\mathcal{O}(1) M_{\odot}-10^7 M_{\odot}$，最近检测到的引力波信号从中等质量的BH相关。
2021-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraining primordial black holes as dark matter using AMS-02 data
本研究利用AMS-02观测数据，通过扩散再加速机制对作为暗物质候选体的原初黑洞（PBH）丰度进行约束，所得约束严于旅行者1号数据的结果，且质量分布越贴近实际、低质量区间约束效果越显著，传播参数等变化对结果影响很小。
2024-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Comprehensively Constraining Ultra-Light Primordial Black Holes Through Relic Formation and Early Mergers
本文研究超轻原初黑洞在BBN前蒸发产生的遗迹及早期并合，扩展了对其暗物质比例和坍缩比例的约束范围。
2025-06-19 astro-ph.CO
Constraining spinning primordial black holes with global 21-cm signal
利用红移z~17处21 cm信号的吸收特征，研究了自旋非零的原初黑洞（PBH）形式的暗物质组分的投影上界.质量和自旋是黑洞的基本性质，它们可以显著影响黑洞的蒸发速率。蒸发的黑洞可以向星系际介质注入能量并加热气体。随后，它可以修改全局21 cm信号中的吸收幅度。因此，21-cm信号中的吸收特征可以提供对PBH的稳健约束。我们分析了自旋和非自旋PBH形式的暗物质部分的投影约束。自旋PBH的约束条件比非自旋PBH更为严格。我们还将这些边界与其他观测结果进行了比较，并找到了对PBH质量的最严格的下限约束，对于极端旋转的PBH，该下限允许构成整个暗物质为6.7 x 10^17 g。
2022-01-15 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Primordial Magnetism
原始磁场可以为今天观测到的银河系磁场提供一种解释，在这种情况下，它们也可能在CMB和小尺度物质功率谱中留下有趣的信号。讨论了如何在线性微扰理论的框架下近似计算重要的非线性磁效应，并计算了包含SZ贡献的物质和CMB功率谱。然后，我们使用各种宇宙学数据集来约束的磁场功率谱的形式。仅使用大尺度CMB数据（WMAP7，QUaD和ACBAR），我们发现在1 Mpc处B_λ< 6.4 nG的磁场方差的CL为95%。当我们用SPT数据来限制SZ效应时，我们发现B_λ< 4.1 nG是一个修正的极限。添加SDSS莱曼α数据进一步降低了这一限制，大致将磁场限制在B_λ< 1.3 nG。
2012-09-25 astro-ph.CO
Constraining the primordial black hole scenario with Bayesian inference and machine learning: the GWTC-2 gravitational wave catalog
原始黑洞（PBH）可能形成于宇宙早期，并且可能至少包含一部分暗物质。使用最近发布的GWTC-2数据集从第三次观测运行的LIGO-Virgo合作，我们调查目前的观测是否与假设，即所有黑洞合并检测到的是原始起源兼容。我们在基于深度学习技术的分层贝叶斯推断框架内约束PBH形成模型，为这些模型的独特特征找到最佳拟合值，包括PBH初始质量函数，PBH在暗物质中的比例以及吸积效率。在GWTC-2数据集中存在几个旋转的双星有利于PBH吸积和旋转的情况。我们的研究结果表明，PBH可能只包括一小部分小于$0.3 \%$的总暗物质，和预测的PBH丰度仍然是兼容的其他限制。
2021-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the early universe with primordial black holes
在这篇论文中，我们考虑了非高斯性对原初黑洞丰度的影响，以及这种影响的意义。结果表明，即使是小的非高斯参数可以有很大的影响，可以放在原始曲率扰动功率谱的约束-这可以变得更强或更弱的一个数量级。超视界曲率扰动模式在PBH形成的时间的影响被认为是，它表明，这些对PBH的形成影响不大，但可以有一个间接的影响，由于模式耦合到水平尺度模式在非高斯的存在下的PBH的丰度。通过考虑模态耦合对CMB尺度模态的影响，许多模型可以被排除作为产生足够多的PBH以构成暗物质的机制。
2018-01-26 astro-ph.CO
Constraining dark matter using 20-year INTEGRAL/IBIS observations I: Primordial black holes
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Instituto de Física Teórica UAM-CSIC（马德里自治大学-西班牙高等科学研究理事会理论物理研究所）
本研究利用20年INTEGRAL/IBIS数据，通过光谱与形态学联合分析搜寻原初黑洞蒸发产生的硬X射线信号，在广泛质量范围内给出了有竞争力的暗物质占比约束。
2026-09-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining inhomogeneous energy injection from annihilating dark matter and primordial black holes with 21-cm cosmology
本文扩展DM21cm以模拟非均匀能量注入对21厘米信号的影响，并预测其对p波暗物质湮灭、轻原初黑洞霍金辐射及太阳质量原初黑洞吸积发射的领先约束能力。
2025-09-26 astro-ph.CO hep-ph
Constraining primordial black holes as dark matter using the global 21-cm signal with X-ray heating and excess radio background
使用全球21厘米的信号测量的EDGES合作，我们推导出的约束的比例的暗物质是在原始的黑洞（PBH）的形式与范围内的质量$10^{15}$ - $10^{17}\,$ g。改进以前的分析，我们认为这些约束的星系际介质的X射线加热的效果，并在我们的推断中使用的21厘米吸收功能的完整形状。为了解释这种异常深的吸收幅度，我们还考虑了由LWA 1和ARCADE 2观测激发的多余的射电背景。由于由PBH蒸发引起的加热速率发展缓慢，数据有利于PBH引起的加热伴随着X射线加热的情况。此外，出于同样的原因，使用整个EDGES观测带的完整测量对PBH产生了比吸收红移更强的约束。我们发现，对于$M_{\mathrm{PBH}}=10^{15}\,$ g，在95% CL时，21 cm观察结果排除了$f_{\mathrm{PBH}} \gtrsim 10^{-9.7}$。这一极限随着$M_{\mathrm{PBH}}^4$向更高质量方向逐渐减弱，从而在整个质量范围$10^{15}$ - $10^{17}\,$ g内，对超轻蒸发PBH作为暗物质提供了最强的约束。在基于Press-Schechter形式主义的简单球形引力坍缩假设下，我们还导出了极小尺度下的曲率功率谱的界（$k\sim 10^{15}\,$ Mpc $^{-1}$）.这突出了全球21厘米测量的有用性，包括非检测，在宽频带探测奇异的物理过程。
2022-03-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining primordial black hole abundance with Insight-HXMT
Northeastern University（东北大学）
利用Insight-HXMT观测数据，通过幂律模型增强对质量大于10^17克PBHs的约束，排除限达到4×10^17克。
2025-12-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining the primordial black hole abundance with 21cm cosmology
LIGO和VIRGO的一系列双黑洞合并的发现重新激发了人们的兴趣，即数十个太阳质量的原始黑洞（PBH）对暗物质能量密度的贡献不可忽视。即使是质量为$\gtrsim \mathcal{O}(M_\odot)$的PBH的一小部分存在，它们也可能深刻地影响星系际介质的性质，并提供对早期宇宙中工作的新过程的见解。我们在这里证明，在再电离和宇宙黎明的时代中性氢的21厘米过渡的观测可能会提供一个最严格的测试太阳质量PBH。在21厘米宇宙学的背景下，PBH产生了三种不同的可观测效应：${\textit{(i)}}$，由泊松噪声引起的原始功率谱（因此也是晕质量函数）的修改，${\textit{(ii)}}$，通过吸积过程中产生的X射线对星系际介质的均匀加热和电离，以及${\textit{(iii)}}$，对孤立PBH周围环境介质的温度和密度的局部修改。使用一个四参数的天体物理模型，我们表明，像SKA和HERA的实验可能会改善现有的约束条件，使用观测的宇宙微波背景超过一个数量级。
2019-08-23 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Primordial Magnetic Fields by CMB Photon-Graviton Conversion
我们重新审视了在外部磁场存在的情况下使用光子-引力子转换机制来探测最后一个散射表面和当前表面之间可能存在的小尺度原始磁场的方法。具体而言，我们调查的转换效率的影响，由于物质的存在，包括等离子体集体效应和原子的极化率。一般来说，这些影响往往会降低转换概率。在这个更符合实际的情况下，根据COBE对宇宙微波背景黑体谱的测量精度，我们找到了复合时原初磁场强度的一个上限，即B <30 G。虽然目前基于光子-引力子转换机制的束缚不如直接利用CMB温度各向异性得到的束缚那么紧，但它仍然提供了对原始磁场和除了复合之外的历元的重要的独立约束。如果CMB黑体光谱测量在未来的实验如PIXIE中变得更精确，则该界限可以显著改善。
2013-09-02 astro-ph.CO
Constraining primordial tensor features with the anisotropies of the Cosmic Microwave Background
通常假设宇宙尺度上的引力波随机背景遵循一个几乎与尺度无关的功率谱，正如暴胀范式一般预测的那样。然而，不难想象，光谱可能具有强烈的尺度依赖特征，例如，通过旁观者轴子-规范场在暴胀期间的瞬态动力学。使用的温度和偏振图从\textit{Planck}和BICEP/凯克数据集，我们寻找这样的功能，以一个对数正态颠簸的原始张量谱在CMB尺度的例子。我们目前没有发现任何证据表明存在凸点样张量特征，但表明未来的CMB实验，如LiteBIRD和CMB-S4，将大大提高我们确定这种凸点的幅度，位置和宽度的前景。我们还强调了在角度尺度$\ell\gtrsim 100$约束这些功能的脱透镜的作用。
2022-11-26 astro-ph.CO gr-qc
Constraining Primordial Black Hole Dark Matter with CHIME Fast Radio Bursts
快速射电暴（FBR）的强透镜效应被认为是研究原初黑洞（PBH）暗物质的一个较好的方法。最近，加拿大氢强度测绘实验（CHIME）公布了536个FRB的第一个目录，其中62个来自重复源。根据这些新数据，我们重新审视了通过FRB限制PBH丰度的前景。扩展以前的预测，我们计算PBH的暗物质约束使用的内在突发宽度和校准的通量比阈值每FRB。此外，我们还考虑了FRB色散测度与源红移之间关系的不确定性。我们概述了一种算法来检测透镜FRB和一种方法来模拟其在真实数据上的性能，并为每个事件设置一个通量比阈值，我们用它来推断现实的预测。然后，我们尝试使用公开的CHIME数据提取一个初步的约束。不幸的是，仪器噪声和提供的~1 ms的时间分辨率的公共数据阻碍了这一努力。我们确定了一个候选事件，其中一个双爆发可以解释通过强透镜的10太阳质量的PBH，这将需要在更高的时间分辨率进行后续研究，以确认或丢弃。我们表明，与第一个目录的大小的几倍-采样在完整的仪器时间分辨率，以便候选人可以有效地审查- CHIME将能够找到强有力的证据或强大地排除质量超过10个太阳质量的PBH作为暗物质。最后，我们证明了堆叠重复FRB可以改善约束，特别是对于较低的质量。
2022-05-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining cosmic polarization rotation and implications for primordial B-modes
宇宙学双极化（CB）是一种现象，由违反宇称的电动力学修正引起，当光子穿过真空时，光的线性偏振角发生变化。利用宇宙微波背景（CMB）偏振观测，可以使用许多不同的分析技术来限制这种效应。我们研究了两种不同的方法来约束方向相关的双折射，目前和未来的CMB实验，包括BICEP/Keck，西蒙斯天文台（SO），和LiteBIRD。具体来说，我们比较放置在各向异性CB从二次估计技术的$B$模式的功率谱的三个不同的实验的估计所得出的约束。来自估计的$B$模式功率谱的约束被发现是可比的BICEP/凯克和SO，但不是LiteBIRD由于其较大的天空覆盖范围从二次估计。这些预测的上限CB转换为原始磁场和光子和赝Nambu-Goldstone玻色子之间的耦合的约束。最后，我们表明，即使在CB的最佳约束，对于各自的实验，潜在的诱导$B$模式的功率可以作为一个显着的污染物在原始$B$模式的前瞻性测量。
2020-07-20 astro-ph.CO
Constraining the Primordial Black Hole Abundance with Space-Based Detectors
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Center for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理中心）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo（东京大学宇宙物质量子研究科卡弗里数学物理研究所(WPI)）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Institute for Theoretical Physics, Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学理论物理研究所）；Department of Physics, Kyoto University（京都大学物理学系）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, and School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术学院及物理科学与技术学院）
本文研究了未来空间引力波探测器对原始黑洞丰度的限制能力，发现小行星质量窗口可通过这些探测器有效探测，若PBH为主暗物质，则在mHz频段产生强信号。
2026-01-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Discriminating and Constraining the Synchrotron and Inverse Compton Radiations from Primordial Black Hole and Dark Matter at the Galactic Centre Region
原始黑洞（PBH）的蒸发（通过霍金辐射）可以在银河系中心（GC）区产生电子/正电子（$e^-/e^+$），在中心区磁场的影响下，产生同步辐射。这些$e^-/e^+$还可以由于与环境光子的散射而引起逆康普顿辐射。在这项工作中，三种不同的PBH质量分布，即单色，幂律和对数正态分布被认为是计算这样的辐射通量。另一方面，银河系中心区域的暗物质的湮灭或衰变也可以产生$e^-/e^+$作为最终产物，它可以再次在银河系磁场中发射同步辐射，也会引起逆康普顿散射。在这项工作中，这些辐射通量从PBH蒸发和从暗物质的起源和它们的可探测性进行了比较研究，在各种正在进行的和其他望远镜，以及在即将到来的望远镜，如SKA。此外，从这些实验预测中获得对模型参数的约束。计算了这些辐射通量随离银心距离的变化，发现这种变化可以作为探测PBH质量或暗物质质量的有用探针。
2022-04-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Isotropic X-ray bound on Primordial Black Hole Dark Matter
我们重新讨论了在质量范围为$10^{16}-10^{18}$ g的各向同性X射线和软γ射线背景下蒸发原始黑洞的约束条件。我们发现，它们比通常推断的更强，这是由于两个被忽略的影响：i）由于蒸发过程中发射的正电子引起的湮灭辐射的贡献。ii）高纬度，银河系对测量的各向同性通量的贡献。我们研究了所使用的数据集，正电子湮没条件，并列入天体物理背景的界限的依赖性。我们推动的排斥限制非自旋PBH与单色质量函数作为整体的暗物质到1.5 $\times 10^{17}\,$ g，这代表了$\sim$ 15 $\%$改善相对于早期的界限，并转化为几乎一个数量级的改善PBH分数在已经探测的区域。我们还表明，包括自旋和/或扩展，对数正态质量函数导致更严格的界限。我们的研究表明，各向同性的流量是一个非常有前途的目标，为未来的任务，在提高灵敏度PBH作为暗物质的候选人。
2023-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Constraining primordial non-Gaussianity via a multitracer technique with surveys by Euclid and Square Kilometre Array
我们预测未来的本地型原始非高斯参数$f_{\rm NL}$的光度星系调查的欧几里得，连续星系调查平方公里阵列（SKA），以及它们的组合的限制。我们推导出一个一般表达式的协方差矩阵的功率谱估计的多个示踪剂，以显示如何所谓的多示踪剂技术提高$f_{\rm NL}$的约束。特别是，我们阐明了多重示踪剂的重叠分数的作用和示踪剂的划分方法。我们的Fisher矩阵分析表明，严格的限制$σ(f_{\rm NL})\lesssim 1$，甚至可以得到一个单一的调查，假设5个质量箱。当组合Euclid和SKA阶段1（2）时，对$f_{\rm NL}$的约束被改进为$σ(f_{\rm NL})= 0.61~(0.50)$。
2014-10-21 astro-ph.CO
Constraining small-scale primordial magnetic fields from the abundance of primordial black holes
本研究重新审视了通过原初黑洞丰度限制小尺度原初磁场振幅的方法，发现磁场在增加密度扰动的同时也会提高黑洞形成的密度对比阈值，据此确立了共动磁场振幅的上限。
2024-11-12 astro-ph.CO gr-qc
Constraining primordial non-Gaussianity by combining next-generation galaxy and 21 cm intensity mapping surveys
本文提出结合DESI类光学星系巡天与SKAO类21 cm强度映射巡天的多示踪剂方法，以抑制宇宙方差并约束局部型原初非高斯性，在计入前景污染后可达 $σ(f_{\mathrm{NL}})\sim4$。
2023-04-19 astro-ph.CO
Constraining primordial non-Gaussianity using two galaxy surveys and CMB lensing
下一代星系巡天将能够测量超出等尺度的扰动。在这些超大尺度上，原始非高斯性留下的特征可以揭示早期宇宙中微扰产生的机制。我们对约束局部类型非高斯性及其具有简单尺度依赖性的双参数扩展进行了预测分析。我们结合不同的聚类测量从未来的星系调查-21厘米的强度映射调查和两个光度星系调查-通过多示踪剂的方法。此外，我们然后包括CMB透镜从CMB阶段4实验中的多示踪剂，这可以改善偏置参数的约束。我们通过结合SKA 1（类欧几里得（LSST）巡天）和CMB-S4透镜效应预测了$σ(f_{\rm NL}) \simeq 0.9$（1.4）。使用CMB透镜，$f_{\rm NL}$的精度提高了2倍，表明联合分析很重要。在运行$f_{\rm NL}$的情况下，我们的结果表明，即将到来的宇宙学调查的组合可以实现$σ(n_{\rm NL}) \simeq 0.12$（0.22）的运行指数。
2019-08-13 astro-ph.CO
Constraining the primordial black hole abundance through Big-Bang nucleosynthesis
本研究通过将原初黑洞霍金蒸发对宇宙膨胀率和重子-光子比的影响纳入BBN代码PArthENoPE进行数值模拟，为10^8至10^9 g质量区间的PBH形成丰度设定了迄今最强上限。
2025-03-05 astro-ph.CO
Constraining primordial black holes as dark matter at JUNO
作为暗物质的候选者，质量范围为（$10^{15} \sim 10^{16}$）$\mathrm{g}$的原初黑洞（PBH）可以通过它们的霍金辐射来探测，包括三种口味的中微子和反中微子。利用江门地下中微子观测站的大型液体闪烁探测器测量中微子信号，研究了将PBH约束为暗物质的可能性。在六个可用的检测通道，逆β衰变$\overlineν^{}_e + p \to e^+ + n$被证明是最敏感的PBH的分数$f^{}_{\rm PBH}$贡献的暗物质丰度。给定PBH质量$M^{}_{\rm PBH} = 10^{15}~{\rm g}$，我们发现JUNO将能够设置上限$f^{}_{\rm PBH} \lesssim 3\times 10^{-5}$，这比Super-Kamiokande当前的最佳极限$f^{}_{\rm PBH} \lesssim 6\times 10^{-4}$好20倍。对于霍金温度较低的较重PBH，（反）中微子的能量变得较低，导致相对较弱的束缚。
2021-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining Primordial Magnetic Fields with Line-Intensity Mapping
本文研究原初磁场对结构形成的影响，利用谱线强度映射观测CO发射，预测未来巡天可约束磁场强度至0.006-1 nG。
2023-06-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Constraining higher-order parameters for primordial non-Gaussianities from power spectra and bispectra of imaging survey
我们研究了高阶统计量和互相关统计量的统计能力，以约束原始的非高斯性从成像调查。特别是，我们认为本地型原始非高斯性，并讨论如何可以严格约束高阶非高斯参数（$g_{\rm NL}$和$τ_{\rm NL}$）以及领先的序参量$f_{\rm NL}$从晕/星系集群和弱引力透镜测量。Fisher矩阵分析表明，双谱可以打破非高斯参数（$f_{\rm NL}$、$g_{\rm NL}$和$τ_{\rm NL}$）之间的简并性，从而同时约束这三个参数。互相关统计的组合进一步将约束改进了2倍。因此，即将到来的成像调查，如大型综合巡天望远镜，有可能改善对原始非高斯性的约束，比普朗克从CMB测量中获得的约束更严格，使我们有机会测试单源一致性关系，$τ_{\rm NL} \ge (36/25) f_{\rm NL}^2$。
2016-05-15 astro-ph.CO
Constraining the primordial power spectrum from SNIa lensing dispersion
Ia型超新星（SNIa）的透镜色散（缺乏检测）可以作为一种新的和非常有效的宇宙学探针。在这个初步的例子中，我们分析了它对原始功率谱的影响。主要的挫折是在非线性区域的功率谱的知识，1 Mpc^{-1} < k < 10^2-10^3 Mpc^{-1}直到红移约为1。通过使用透镜色散和保守估计，在这个政权的波数，我们展示了目前的上限sigma_mu（z=1）<0.12现有的数据给出了强大的间接约束的原始功率谱。探针将我们对光谱的处理扩展到总共12-15个膨胀e倍。这些约束是如此之强，以至于它们已经排除了普朗克所允许的运行alpha = d n_s / d ln k和运行beta = d^2 n_s / d ln k^2的大部分参数空间。边界遵循线性关系，具有很好的精度。保守的界限不利于线beta（k_0）=0.036-0.42 alpha（k_0）以上的任何增强，并且现实的估计不利于线beta（k_0）=0.022-0.44 alpha（k_0）以上的任何增强。
2014-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of reionization history on constraining primordial gravitational waves in future all-sky cosmic microwave background experiments
本文研究了再电离历史不确定性对全天CMB偏振实验限制原初引力波的影响，发现利用大尺度E模功率谱可排除导致偏差的再电离场景，从而确保PGW限制的稳健性。
2024-12-25 astro-ph.CO
Constraining regular primordial black holes with isocurvature gravitational waves
通过等强度引力波约束超轻常规原初黑洞种群，考虑其寿命差异及引力波生成强度。
2025-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining spacetime noncommutativity with primordial nucleosynthesis
讨论了由轻元素大爆炸核合成（BBN）引起的对非对易（NC）规范场理论的尺度$Λ_{\rm NC}$的一个约束。反对称张量$θ^{μν}$描述的NC背景中中微子的传播确实导致了以与生成无关的方式与光子的树能级矢量耦合，从而提高了在核合成时三个光右手（RH）场对宇宙能量密度有可观贡献的可能性。考虑在给定的宇宙学时期，RH中微子与带电等离子体组分的弹性散射过程，我们得到了附加双重中微子有效数$ΔN_ν=1$的保守极限为$Λ_{\rm NC} \stackrel{>}{\sim}$ 3 TeV.对于更严格的要求，$ΔN_ν\lesssim 0.2$，界限大大提高，$Λ_{\rm NC} \stackrel{>}{\sim} 10^3$ TeV。对于我们的界限的$θ$ -扩展的NC行动始终是有意义的，因为RH物种的去耦温度是持之以恒地远低于推断的范围的非对易性。
2009-04-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining equilateral-type primordial non-Gaussianities from imaging surveys
我们调查预期的约束，从未来/正在进行的成像调查的等边型原始非高斯性，利用这一事实，他们提高了大尺度上的晕/星系双谱。作为模型的约束参数，除了与原始双谱有关的$f_{\rm NL}^{\rm equil}$外，我们还考虑了与暴胀的有效场论中出现的原始三谱有关的$g_{\rm NL}^{(\partial σ)^4}$。在基于积分微扰理论计算了晕/星系团和弱引力透镜的角双谱后，我们对三个有代表性的巡天进行了Fisher矩阵分析。我们发现，在这三个巡天观测中，大口径综合巡天望远镜受到的约束最严格，它对$f_{\rm NL}^{\rm equil}$和$g_{\rm NL}^{(\partial σ)^4}$的期望$1σ$误差分别由$7.0 \times 10^2$和$4.9 \times 10^7$给出。虽然这个约束比当前宇宙微波背景观测的约束要宽松一些，但由于我们是独立获得的，所以我们可以将这个约束用作交叉检验。我们还评估了我们的结果所造成的不确定性，使用几种近似和讨论的可能性，以获得更严格的约束$f_{\rm NL}^{\rm equil}$和$g_{\rm NL}^{(\partial σ)^4}$。
2016-08-29 astro-ph.CO
Constraining the Coexistence of Freeze-in Dark Matter and Primordial Black Holes
本文研究原初黑洞与冻结产生粒子暗物质共存的混合场景，推导出暗物质间接探测对原初黑洞分数丰度的约束，并覆盖红外、紫外冻结产生及PeV尺度超重暗物质情形。
2025-10-27 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Mixed Dark-Matter Scenarios of WIMPs and Primordial Black Holes from CMB and 21-cm observations
我们考虑的暗物质（DM）的方案组成的混合物的WIMP和PBH和研究有多少比例的总DM可以PBH。在这种情况下，PBH可以吸积的WIMP，从而增强加热和电离的星系际介质由于WIMP湮灭。我们表明，CMB数据可以给严格的界限上允许的PBH分数是可比的，甚至比那些从伽马射线数据依赖于DM质量更紧。例如，MCMC似然分析使用普朗克CMB数据导致绑定PBH DM分数相对于总的暗物质$f_{\rm PBH} \lesssim {\cal O}( 10^{-10}\sim 10^{-8})$的WIMP质量$m_χ\sim {\cal O}(10\sim 10^3)$ GeV与传统的DM湮灭截面$\langle σv \rangle=3 \times 10^{-26}~\rm cm^3/s $。我们还研究了全球21厘米信号测量的可行性，以提供严格的限制PBH分数。
2021-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining primordial vector mode from B-mode polarization
宇宙微波背景（CMB）的B模偏振谱不仅是原始张量模的确凿证据，而且也是原始矢量模的确凿证据。如果在早期宇宙中存在非零的矢量模度规扰动，它们被认为是由自由流粒子（如中微子）的各向异性应力涨落支持的，并在CMB温度、E模和B模偏振各向异性上产生特征信号。我们把约束的原始矢量模式的特性，其特征在于矢量标量比$r_{v}$和矢量剪切功率谱的谱指数$n_{v}$，从{ \it普朗克}和BICEP 2 B模式数据。我们发现，尺度不变的初始光谱，$Λ$ CDM模型包括矢量模式比包括张量模式的模型更好地拟合数据。矢量和张量模型之间的$χ^{2}$差异为$Δχ^{2} = 3.294$，因为在大尺度上，矢量模式产生的温度波动比张量模式小，这是数据的首选。相比之下，如果我们允许一个显着的蓝色倾斜光谱，张量模式可以同样很好地拟合数据集。我们发现，最佳拟合张量模式有一个大的蓝色倾斜，并导致一个模糊的再电离颠簸较大的角尺度。目前的数据集支持的轻微红色倾斜的矢量模式也可以在宇宙复合中产生${\cal O}(10^{-22})$ -高斯磁场。我们的限制应该激励研究，考虑涉及矢量模式的早期宇宙模型。
2014-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining primordial and gravitational mode coupling with the position-dependent bispectrum of the large-scale structure
我们开发和研究的位置相关的双谱。它是最近提出的位置相关功率谱方法测量压缩极限双谱的推广。位置相关的双谱可以类似地用于测量其中一个波长比其他三个波长长得多的压缩极限三谱。在这项工作中，我们将主要考虑的情况下，其中三个较小的波长几乎相同（等边配置）。我们使用的Fisher信息矩阵预测约束的偏置参数和原始三谱的振幅从位置相关的双谱方法。我们发现，该方法可以约束本地型$g_{\rm NL}$在一个大容量的SPHEREx类调查的水平$σ(g_{\rm NL}^{\rm local}) \approx 3 \times 10^5$;改进可以预期包括所有的三角形配置的双谱，而不仅仅是等边配置。然而，相同的测量也将约束比局部$g_{\rm NL}$模型大得多的三谱族。我们讨论的影响，预测达到未来的调查超宇宙方差的不确定性从原始的非高斯性。
2016-11-01 astro-ph.CO
Constraining Primordial Black-Hole Bombs through Spectral Distortions of the Cosmic Microwave Background
研究了非蒸发原初黑洞超辐射不稳定性对宇宙微波背景谱的影响。在辐射主导的时代，PBH被大致均匀的宇宙等离子体包围，通过等离子体频率赋予光子有效质量。在这种情况下，旋转的PBH是不稳定的，通过众所周知的“黑洞炸弹”机制自发自旋下降。在线性水平下，光子密度被有效光子质量捕获，并且由于超辐射而随时间呈指数增长。当等离子体密度由于宇宙膨胀而下降时，PBH周围的相关能量被释放并在CMB中消散。我们评估了在红移范围10^3 < z < 2x10^6内CMB的光谱畸变。利用现有的COBE/FIRAS对CMB光谱畸变的限制，我们得到了在10^{-8}*Msun < M < 0.2*Msin的质量范围内与自旋PBH相关的暗物质的分数上限。对于最大自旋PBH，我们的限制比微透镜或其他方法得到的限制要严格得多。来自拟议的PIXIE任务的未来数据可以将我们的限制提高几个数量级。
2013-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining primordial non-Gaussianity with future galaxy surveys
我们研究了约束力对原始非高斯的未来调查的宇宙的大尺度结构的短期调查（如暗能量调查- DES），以及较长期的项目，如欧几里得和WFIRST。具体来说，我们进行Fisher矩阵分析预测，这样的调查，使用DES和欧几里德配置为例，并考虑到任何预期的光度和光谱数据。我们专注于两点统计，我们认为三个观测：在红移空间的3D星系功率谱，角星系功率谱，和投影弱透镜剪切功率谱。我们研究了在基本LCDM集上增加一些额外参数的影响。我们包括两个标准参数来模拟当前值的暗能量状态方程及其时间导数，w_0，w_a，我们占的可能性原始非高斯的本地，等边和正交类型，参数fNL和，可选的，光谱指数n_fNL。我们目前预测的约束条件，这些参数使用不同的观测探头。我们表明，占模型，包括原始的非高斯性不会降低对标准LCDM集的约束，也不会对暗能量状态方程。通过结合弱透镜数据和投影星系团的信息，一致地包括所有两点函数及其协方差，我们发现预测边缘化误差σ（fNL）~ 3，σ（n_fNL）~ 0.12，来自原始非高斯局部形状的欧几里德调查，而正交和等边约束对于星系团的情况被削弱，这是由于偏置的尺度依赖性较弱。在透镜的情况下，约束在所有配置中保持类似。
2012-02-24 astro-ph.CO
Constraining Planck scale physics with CMB and Reionization Optical Depth
我们提出了一个双向的相互作用的原理证明在非常早期的宇宙和后期的观测物理。我们发现的原始机制之间的关系，负责大规模的功率抑制的原始功率谱和再电离光学深度$τ$的值。这些机制可影响$τ$的估计。我们表明，使用未来的测量$τ$，人们可以获得前暴胀动力学的约束，提供了一个新的窗口非常早期的宇宙物理。此外，新的重新估计的$τ$可以潜在地解决$τ$的高和低$\ell$测量之间的适度差异，因此为功率抑制异常及其原始起源提供经验支持。
2017-10-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining burdened PBHs with gravitational waves
本文研究记忆负担对轻质量原初黑洞霍金蒸发引力波谱的影响，利用Planck及未来CMB实验的ΔN_eff测量，对旋转和非旋转原初黑洞的反作用参数给出严格约束。
2024-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining dark matter annihilation with the isotropic $γ$-ray background: updated limits and future potential
费米$γ$射线空间望远镜（{ \it Fermi}）上的大视场望远镜（LAT）测量的各向同性$γ$射线背景（IGRB）的性质仍然部分无法解释。不可忽略的贡献可能来自银河系外的未解源，如耀变体，恒星形成星系或银河毫秒星系。对活动星系核（AGN）在相对于视线（l.o.s.）的大视角下的弥散$γ$射线辐射进行了预测。已经证明，这个微弱的，但众多的人口也预计将大大有助于总IGRB的强度。对IGRB的一个更奇特的贡献是暗物质（DM）的弱相互作用大质量粒子（WIMP）湮灭成$γ$射线。在这项工作中，我们评估的空间留给银河DM在高纬度地区（$>10^\circ$），包括光子从即时发射和逆康普顿散射，强调新发现的贡献的影响，从错位活动星系核（MAGN）这样的分析。总结所有重要的银河系和河外组成部分的IGRB，我们发现，提高认识的相关天体物理的不确定性仍然是强制性的，把严格的界限热产生的DM。另一方面，我们也表明，IGRB有可能成为最有竞争力的{ \it未来}的方式来测试DM WIMP假设，一旦目前的不确定性，甚至略有减少。事实上，如果MAGN的贡献甚至在90%的最大水平与我们目前的理解一致，热产生的WIMP将受到严重限制，作为DM候选人的质量高达几个TeV。
2014-02-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining primordial black holes as a fraction of dark matter through accretion disk luminosity
在本文中，我们考虑的假设，即部分暗物质可以构成的原始黑洞（PBH）。为了验证这种可能性，我们计算了一个静态黑洞的观测性质，该静态黑洞嵌入在由PBH源构成的暗物质包层中。由于这样一个物理系统的几何形状的相应修改进行了研究，特别是在旋涡星系的吸积盘光度的重点。PBH的存在的影响进行了分析，通过修改磁盘光度和运动学量。因此，我们讨论了可能的限制PBH丰度的最新的理论界限。我们的研究结果表明，合适的PBH质量是$M_\text{PBH}\in[10^6,10^{12}]M_\odot$的PBH馏分$f_\text{PBH}\in[10^{-3},1]$。特别是，与预测的指数球密度分布的暗物质的比较表明，最佳匹配的配置实现$f_\text{PBH}=1$和$M_\text{PBH}=10^6 M_\odot$。与目前的知识原始黑洞物理的后果进行了讨论。
2023-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Constraining Primordial Non-Gaussianity with High-Redshift Probes
我们提出了一个分析的约束条件的振幅的原始非高斯的本地类型所描述的无量纲参数$f_{\rm NL}$。这些约束是由两个大尺度结构探测器的自关联函数（ACF），即NRAO VLA巡天（NVSS）和Sloan数字巡天第六版（SDSS DR 6 QSO）的射电源，以及它们与宇宙微波背景（CMB）温度图（综合Sachs-Wolfe效应）的互相关联函数（CCF）设定的。几个系统性的影响，可能会影响的ACF和CCF的观测估计进行了调查，并保守占。我们的方法利用了非高斯晕偏置的大规模尺度依赖性。从NVSS CCF和类星体ACF及CCF导出的{ $f_{\rm NL}$ }的约束比以前从NVSS ACF得到的约束弱，但仍然与它们一致。最后，我们分别从NVSS和SDSS DR 6类星体数据中得到了对$f_{\rm NL}=53\pm25$（$1\,σ$）和$f_{\rm NL}=58\pm24$（$1\,σ$）的约束。
2010-08-03 astro-ph.CO
Constraining $F(R)$ bouncing cosmologies with primordial black holes
原始黑洞（PBH）物理现象学和相关的PBH丰度约束，可以用来探索早期宇宙的物理。在这项工作中，我们调查PBH的形成过程中的标准辐射主导的时代，通过研究早期的F（R）修改的重力相位的影响，引入了一个弹跳行为，以避免初始时空奇异性问题。特别是，我们计算的能量密度功率谱在地平线交叉的时间，然后我们提取的PBH丰度的峰值理论的上下文中作为我们的$F(R)$重力反弹模型在手的参数$α$的函数。有趣的是，我们发现，为了避免从大爆炸核合成（BBN）之前的早期PBH主导的时代GW过度生产，$α$应该位于范围$α\leq 10^{-19}M^2_\mathrm{Pl}$内。这个约束可以被转换为对热大爆炸（HBB）阶段开始时的能量标度的约束，$H_\mathrm{RD}\sim \sqrtα/2$可以被重铸为$H_\mathrm{RD}< 10^{-10}M_\mathrm{Pl}$。
2022-11-15 astro-ph.CO gr-qc
Constraining primordial non-Gaussianity with cosmological weak lensing: shear and flexion
我们研究宇宙学的约束力的未来大规模弱透镜调查模型的\emph{Euclid}，特别是原始的非高斯。我们的分析认为，几个不同的估计投影物质的功率谱，剪切和弯曲的基础上，我们审查的协方差和Fisher矩阵。由宇宙切变单独为局部双谱形状提供的边界，在$σ_8$上被边缘化，处于$Δf_\mathrm{NL} \sim 100$的水平。我们考虑三个额外的双谱形状，宇宙剪切约束范围从$Δf_\mathrm{NL}\sim 340$（等边形状）到$Δf_\mathrm{NL}\sim 500$（正交形状）。宇宙弯曲约束对宇宙剪切约束的竞争力取决于星系固有的弯曲噪声，这仍然是几乎不受约束。采用文献中偶尔使用的非常高的值，导致屈曲贡献相对于剪切贡献基本上可以忽略不计，并且对于实际配置，前者不会显著改善后者的约束能力。由于屈曲噪声随尺度减小而减小，因此通过将分析扩展至$\ell_\mathrm{max} = 20,000$宇宙屈曲，同时仍为次优势，可在添加时通过$\sim 10%$改善剪切约束。然而，在如此小的尺度上，物质的高度非线性聚集和重子物理的影响使得任何误差估计都不确定。通过考虑较低的、可能更现实的屈曲固有形状噪声值，导致屈曲约束功率是$\sim 2$的因子，优于剪切的因子，并且$σ_8$和$f_\mathrm{NL}$的界限在它们组合时被提高了$\sim 3$的因子。（节略）
2012-09-18 astro-ph.CO
Constraining Primordial Black Holes via p-wave annihilation in light of CMB Spectral Distortion and 21-cm global signal
National Institute of Technology, Meghalaya（梅加拉亚国立技术学院）；Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
通过CMB光谱畸变和21厘米信号约束原初黑洞，研究p波湮灭对暗物质丰度的影响
2026-01-01 astro-ph.CO
Fundamental limits on constraining primordial non-Gaussianity
我们研究了宇宙方差限制约束原始非高斯的各种理论驱动的形状。我们认为一般的论点为2D和3D调查，特别强调CMB。尺度不变的$N$点相关器可以用信噪比来测量，该信噪比简单地与观察到的模式的数量的平方根成比例。这种直觉通常会因为两个原因而失败。首先，由于在短距离处的最后散射表面的模糊，降低了信噪比缩放。这种模糊是由投影和阻尼的组合引起的，但是信号的损失不是由于指数衰减，因为信号和噪声都被同等地阻尼。第二，在压缩和塌陷（对于$N>3$）极限中的$N$点相关器的行为可以增强信噪比与分辨率的缩放，即使探测这些极限的动量范围减小。我们提供了所有$N$ -点分解器的分析估计。我们表明，模糊影响的等边形状比压缩的。我们讨论了在什么条件下，在崩溃极限的乐观标度可以利用。最后，我们确认我们的分析估计与数值计算的信号噪声的本地，正交和等边双谱，和本地三谱。我们还表明，增加偏振强度数据增强了缩放等侧光谱。
2021-05-10 astro-ph.CO
