A New Window on Primordial non-Gaussianity
我们对尺度小于Mpc的原始曲率扰动知之甚少。对CMB谱的μ型畸变的测量为在50 ~ 10^4 Mpc^-1的未知范围内探测这些尺度提供了独特的机会。这是一个非常干净的探测，因为它只依赖于众所周知的线性进化。我们指出，μ失真和温度各向异性之间的相关性可以用来测试高斯在这些非常小的尺度。特别地，mu-T互相关与原始双谱的非常压缩的极限成比例，并且因此测量fNL^loc，而mu-mu与原始三谱成比例，并且测量τ NL。我们提出了一个Fisher矩阵预测的观测约束。
2012-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
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
Tibet$^\prime$s Window on Primordial Gravitational Waves
作为中国引力波计划的重要组成部分，阿里CMB偏振望远镜（AliCPT）是通过测量宇宙微波背景（CMB）的B模偏振来观测原始引力波（PGW）的地基实验。AliCPT于2014年首次提出，目前处于快速建设阶段，是中国第一个计划于2019年投入使用的CMB项目。该项目由中国科学院（CAS）高能物理研究所（IHEP）牵头，是超过十五所大学和研究机构的全球合作项目。简要介绍了阿里CMB项目。
2018-02-23 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
The impact of non-Gaussianity when searching for Primordial Black Holes with LISA
New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学）；Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut（塔尔图大学物理与化学研究所）
研究探讨了非高斯性对LISA探测原初黑洞暗物质的影响，指出非高斯扰动和天文前景会削弱原初黑洞暗物质窗口的探测能力。
2026-03-23 astro-ph.CO gr-qc
Pulsar timing can constrain primordial black holes in the LIGO mass window
最近发现合并黑洞产生的引力波引起了人们对原始黑洞作为暗物质可能组成部分的兴趣。在本文中，我们表明，脉冲星计时可能很快有足够的数据来约束$1$ - $1000\,M_{\odot}$原始黑洞通过非检测的三阶夏皮罗时间延迟的黑洞周围的星系晕。我们提出的蒙特卡罗模拟的结果表明，未来的数据从已知的天体可能能够约束PBH密度更严格地比其他现有的方法在质量范围~1-30 $\,M_{\odot}$。我们发现，使用拟议的平方公里阵列发现的新恒星的时间可能会限制原始黑洞在这个质量范围内，包括不到1-10%的暗物质。
2017-01-12 astro-ph.CO hep-ph
The Black Hole Window on Cosmic Inflation
在这篇论文中，我们发展的原则，在其早期阶段的通货膨胀，我们的宇宙的原始不均匀性的生产。作为一条线索，我们要问的是，在暴胀期间，什么样的物理现象会导致如此大的扰动，以至于它们形成了足够多的黑洞，成为暗物质。我们从最简单的单场慢卷暴胀模型开始，它不能产生原始的黑洞暗物质，然后逐渐解除它的假设。在发展了暴胀的有效场论之后，我们强调了单时钟条件在控制非均匀性方面的重要性。超越单钟暴胀，我们首先要看到一种性质不同的暴胀场景，称为超慢滚，最后要理解暴胀过程中希格斯场的物理学。
2020-12-17 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes and uncertainties in the choice of the window function
原初黑洞（PBH）可以由在暴胀阶段离开视界的扰动产生。虽然暴胀模型预测傅立叶空间中扰动的功率谱，但PBH丰度取决于真实空间中密度扰动的概率分布函数（PDF）。为了估计给定暴胀模型中的PBH丰度，我们必须通过用窗函数粗粒化扰动，将傅立叶空间中的功率谱与实空间中的PDF联系起来。然而，有不确定性，应该使用什么样的窗口函数，这可能会改变PBH丰度和功率谱之间的关系。这在考虑质量为$30 M_\odot$的PBH时特别重要，因为所需的功率谱受到观测的严重限制。在本文中，我们调查如何大的影响，选择一个窗口函数的不确定性有超过LIGO PBH所需的功率谱。结果表明，不确定性对由扰动的二阶效应引起的随机引力波（GW）的预测有很大的影响。特别是，脉冲星定时阵列上产生的GW的约束可能会消失的真实空间的顶帽窗函数。
2018-05-22 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black holes: the asteroid mass window
原初黑洞是暗物质候选者，其小行星质量窗口尚未被约束。本文提出将恒星作为探测器，通过总结恒星捕获原初黑洞的机制，探讨该方法对约束或发现该质量窗口内原初黑洞丰度的意义。
2024-06-05 astro-ph.CO
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
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
Primordial black holes dark matter from inflection point models of inflation and the effects of reheating
我们研究了在一个单场拐点暴胀模型中原始黑洞（PBH）的产生，其中的有效势被扩展到六次阶，并施加反转对称性，使得只有偶数的权力被保留在潜在的。这样一个潜在的允许存在的拐点，导致超慢滚动演化的动力学阶段，从而导致在较小尺度的原始扰动谱的增强。工作与准拐点的潜力，我们发现，PBH可以产生在我们的情况下，在小行星质量窗口与近单色的质量分数，可以占宇宙中的总暗物质。对于不同的选择准拐点和我们的模型的其他参数，我们也可以产生PBH在更高的质量窗口，但原始的曲率扰动谱变得强烈倾斜的CMB尺度。此外，我们研究了膨胀结束后的再加热时期对PBH质量分数的影响，发现物质主导的再加热时期可以将质量分数转移到更大的质量窗口，并增加它们对总暗物质的贡献，即使是单色质量分数的情况下。
2020-01-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Abundance of Primordial Black Holes in Peak Theory for an Arbitrary Power Spectrum
本文修改了PBH丰度估计程序，通过关注曲率扰动拉普拉斯峰值并解耦环境效应，适用于任意功率谱，并证明k空间顶帽窗口可最小化质量谱缩减。
2024-03-18 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Kerr Black Holes
原始黑洞（PBH）是宇宙中暗物质的诱人候选者，但受到理论和观测约束的严重限制。我们将集中讨论扩展到克尔黑洞的霍金蒸发极限。特别是，我们将讨论区分的可能性黑洞的原始和恒星起源的基础上索恩限制他们的自旋。我们还将审查各向同性的河外伽马射线背景的限制，并表明PBH可以构成所有的暗物质的“窗口”强烈依赖于PBH的自旋。最后，我们将考虑所谓的行星9是一个原始黑洞的可能性。
2020-12-29 astro-ph.CO gr-qc
The primordial black hole formation criterion re-examined: parameterisation, timing, and the choice of window function
在本文中，用于确定密度扰动是否会崩溃，形成一个原始的黑洞（PBH）的标准进行了重新审查，在它的使用来确定PBH的丰度。特别关注使用哪个参数，应该计算丰度的时间，以及使用不同的平滑函数。它的结论是，与目前可用的工具，平滑的密度对比度应使用，而不是峰值，并应计算从时间无关的分量的密度对比度在超地平线的限制（早在扰动进入地平线），而不是在地平线交叉。对于第一次的平滑函数的选择后的形成标准的效果进行计算，并且，对于一个给定的丰度的PBH，它被发现，在功率谱的幅度的不确定性，由于这是$\mathcal{O}(10\%)$，一个数量级小于以前的计算建议。讨论了用密度衬度表示的形成判据与曲率扰动$\mathcal{R}$之间的关系。
2019-12-17 astro-ph.CO
Threshold for primordial black holes: Dependence on the shape of the cosmological perturbations
原始黑洞可能是在早期宇宙的辐射时代，由于度规的足够大的振幅扰动的坍缩而形成的。这些对应于非线性的能量密度扰动，其特征是当扰动重新进入宇宙视界时测量到的振幅大于某个阈值。本文在球对称条件下，利用长波长极限下的梯度展开近似，研究了原始黑洞的形成过程。在长波长极限下，压力梯度很小，初始扰动仅是与时间无关的曲率分布的函数。在这种制度下，有可能理解的原始黑洞形成的阈值如何依赖于初始能量密度分布的形状，澄清扰动振幅的本地和平均测量之间的关系。虽然对于原初黑洞的形成没有一个通用的阈值，但扰动的平均质量过剩取决于能量密度峰值的幅度，并且可以用这两个关键量中的一个来制定一个定义明确的标准，以确定何时宇宙学扰动能够形成黑洞。这让我们了解了原始黑洞的丰度如何取决于宇宙学扰动的暴胀功率谱的形状。
2020-01-03 astro-ph.CO gr-qc
How open is the asteroid-mass primordial black hole window?
本文重新计算了采用改进质量函数拟合形式后原初黑洞小行星质量窗口的当前与未来观测约束，发现该窗口虽变窄但仍开放，未来蒸发与微引力透镜观测可能联合排除原初黑洞构成全部暗物质。
2024-07-22 astro-ph.CO hep-ph
Constraining primordial black hole masses with the isotropic gamma ray background
原始黑洞可以代表$10^{17}-10^{22}\,$ g窗口中的全部或大部分暗物质。在这里，我们提出了一个扩展的PBH的质量$10^{13}-10^{18}\,$ g所产生的各向同性扩散伽马射线背景的约束。原始黑洞通过发射不超过观测背景的霍金辐射而蒸发。从Schwarzschild黑洞的单色分布推广到Kerr旋转黑洞的扩展质量函数，我们证明了对于近极值黑洞，这个质量窗口的下半部分是封闭的.
2019-07-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A cosmological sandwiched window for lepton-number breaking scale
本文研究原初马约拉子丰度对有效中微子数的影响，发现其与冻结产生约束方向相反，将跷跷板标度推入夹层窗口，未来CMB-S4实验可完全关闭低标度窗口。
2024-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Projected gravitational wave constraints on primordial black hole abundance for extended mass distributions
本研究针对扩展原初黑洞质量分布，结合下一代引力波探测器Einstein Telescope与LISA，从可分辨并合和随机引力波背景两方面投影约束原初黑洞丰度，发现高红移并合约束受质量分布影响显著，且两台探测器约束可互补。
2024-10-29 astro-ph.CO gr-qc
Gauge Dependence of Gravitational Waves Induced by Primordial Isocurvature Fluctuations
本文研究原初等曲率涨落诱导的引力波在辐射主导和动能主导时期的规范依赖性，推导解析解并比较同步、牛顿和均匀曲率三种规范下的能量谱，发现同步规范按η^8、均匀曲率规范按η^4增长而牛顿规范收敛，揭示规范选择对计算结果和观测解释的重要性。
2025-05-07 astro-ph.CO gr-qc
Generalized local ansatz for scale-dependent primordial non-Gaussianities and future galaxy surveys
我们重新讨论了标量场微扰的超视界演化引起的局域型原初非高斯性的可能尺度依赖性。我们制定的基础上$δN$形式主义，并推导出广义形式的本地型双谱，也三谱，使我们能够实现的尺度依赖和适当的比较模型预测与观测数据。我们提出了简单的，但现象学上有意义的表达式，其中包括广泛的物理动机模型的信息。我们还制定了大规模的功率谱和双谱的偏见对象存在的尺度依赖的原始非高斯性。我们进行Fisher分析，为未来的星系调查，并给出了投影约束的参数的广义本地形式的原始非高斯性。
2021-10-13 astro-ph.CO gr-qc
Closing the Mass Window for Stupendously Large Black Holes
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；New York University, Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）；Department of Theoretical Physics and Gravitational Wave Science Center（理论物理与引力波科学中心）
本文通过分析原初黑洞在极大质量范围产生的等曲率扰动超出Planck宇宙微波背景极限，排除了其作为重要暗物质成分的可能性。
2026-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes and smooth coarse-graining in excursion set theory
Kyoto University（京都大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文研究了在逃集理论中平滑粗粒化对原初黑洞质量函数的影响，发现噪声相关性在预测PBH丰度中起关键作用。
2026-01-26 astro-ph.CO gr-qc
Neutrino cooling effect of primordial hot areas in dependence on its size
我们考虑宇宙中假设的原始热区的温度动力学。这些区域可以由原始密度不均匀性产生，并且可以存活到现代，特别是由于原始黑洞（PBH）大小为$R \gtrsim 1$ pc和更大。在这里，我们集中在中微子冷却效应，这是实现由于弱$p\leftrightarrow n$跃迁和$e^{\pm}$湮灭的反应。研究发现，给定的中微子冷却机制在很宽的参数范围内都有效。对于PBH集群考虑的典型参数，冷却机制是相当有价值的温度$T \gtrsim 3$兆电子伏。
2020-11-28 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
Limits on primordial black holes detectability with Isatis: A BlackHawk tool
原始黑洞（PBH）是解释难以捉摸的暗物质（DM）的方便候选者。然而，多年来各种天文观测的限制限制了它们在广泛质量范围内的丰度，对于所有以PBH形式存在的DM，只留下了$10^{17}\,{\rm g} \lesssim M \lesssim 10^{22}\,$ g的狭窄窗口。我们重新审视这一有争议的窗口与批判性的眼睛，询问的一般假设下的直接光子约束。我们回顾了4个层次的假设：i）仪器特性，ii）（额外的）银河光子通量的预测，iii）信号数据比较的统计方法和iv）计算的霍金辐射率。多亏了Isatis，一个为公共霍金辐射代码BlackHawk设计的新工具，我们首先重新审视了PBH丰度的现有和预期限制，并调查了假设i）-iv）的影响。我们表明，约束可以变化几个数量级，主张减少不确定性的理论来源的必要性。其次，我们考虑了一个“理想”的仪器，我们证明了PBH DM方案只能受到直接光子霍金辐射现象低于$M_{\rm max} \sim 10^{20}\,$ g。因此，应通过其他方式关闭质量窗口的上部。
2022-03-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraints on the abundance of primordial black holes with different mass distributions from lensing of fast radio bursts
原始黑洞（PBH）一直被认为是暗物质的一部分，但在很宽的质量范围内，包括恒星质量范围（$1-100~M_{\odot}$），这种可能性一直受到限制。然而，由于LIGO-Virgo引力波天文台对黑洞双星合并事件的发现，人们对恒星质量窗内的黑洞双星又重新产生了兴趣。快速射电暴（FRB）是一种持续时间为毫秒级、全天发生率极高的明亮射电瞬变现象。这些爆发的透镜效应已被提出作为一个最佳的探针，以限制在恒星质量范围内的PBH的丰度。在本文中，我们首先调查的约束条件的丰富的PBH从最新的$593$ FRB观测的单色质量分布和其他三个流行的扩展质量分布有关的不同形成机制的PBH。研究发现，目前公开的FRB观测的约束条件比现有的引力波探测的约束条件相对较弱。此外，我们预测了未来FRB观测对PBH丰度的约束能力，考虑到不同质量分布的PBH和不同的红移分布的FRB。最后，我们发现参数空间对含$\overline{Δt}\leq1 ~\rm ms$的$\sim10^5$ FRB的扩展质量分布的约束与对引力波事件的约束是相当的.可以预见，即将到来的互补多信使观测将产生相当大的限制PBH在这个有趣的质量窗口的可能性。
2022-01-15 astro-ph.CO gr-qc
The inflation trilogy and primordial black holes
受标准模型扩展预测的标量场启发，提出由不同标量场驱动冷、暖、热三阶段暴胀场景，其中暖暴胀阶段产生的小尺度密度涨落可形成解释全部暗物质的原初黑洞，并产生具有质量间隙的独特质量函数。
2024-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on primordial curvature perturbations from primordial black hole dark matter and secondary gravitational waves
原初黑洞和次级引力波可以用来探测早期的小尺度物理。对于视界再入后产生的次级引力波，我们导出了源的时间积分的解析公式，得到了诱导引力波能量密度随时间变化的解析性质。通过对原初曲率扰动的功率谱提出分段幂律参数化，利用原初黑洞暗物质的观测约束，得到了功率谱的上界，并讨论了未来天基引力波天线对模型的检验.
2019-12-10 astro-ph.CO gr-qc
Sublunar-Mass Primordial Black Holes from Closed Axion Domain Walls
我们研究了原始黑洞（PBH）的形成从封闭域壁（DWs）的崩溃，自然出现在QCD轴子模型附近的QCD尺度与主弦壁网络。通过渗流理论确定了封闭DW的粒径分布，并由此进一步得到PBH的质量分布和丰度。对PBH丰度的各种观测约束反过来也约束轴子参数。我们的模型更喜欢轴子质量的meV规模（$f_{a}\sim 10^{9}$ GeV）。相应的PBH在月下质量窗口$10^{20}$ - $10^{22}$ g中（即，$10^{-13}$ - $10^{-11}M_{\odot}$），是对暗物质（DM）有重大贡献的PBH仍然可用的少数质量窗口之一。在我们的模型中，PBH丰度可以达到$\sim1\%$甚至更高的DM，对闭合轴子DW的形成效率敏感。
2020-01-07 astro-ph.CO hep-ph
Angular dependence of primordial trispectra and CMB spectral distortions
在各向异性源的存在下，在通货膨胀的时代，原始曲率扰动的三谱有一个非常具体的角度之间的依赖关系，每个波矢量是区别于遇到的一个时，只有标量场存在，其特征在于由勒让德多项式描述的角度依赖。我们研究了曲率三谱在$TTμ$双谱上留下的印记，该双谱是由宇宙微波背景辐射（CMB）的温度各向异性（T）和化学势谱畸变（$μ$）之间的相关产生的。由于原始信号的角度依赖性，相应的$TTμ$双谱在形状上与通常的$g_{\rm NL}$或$τ_{\rm NL}$局部三谱来源的$TTμ$强烈不同，使我们能够获得无偏估计。从Fisher矩阵分析，我们发现，在宇宙方差有限（CVL）调查的$TTμ$，四极勒让德系数的最小可检测值是$d_2 \sim 0.01$，这是4个数量级优于从$TTTT$ CMB三谱可达到的最佳值。在具有$f(ϕ)F^2$相互作用的各向异性暴胀模型（将暴胀子场$ϕ$与矢量动力学项$F^2$耦合）的情况下，曲率三谱的大小与四极功率谱不对称性（$g_*$）的大小相关。在这种情况下，$TTμ$的CVL测量使得可以测量下至$10^{-3}$的$g_*$。
2016-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Breaking into the window of primordial black hole dark matter with x-ray microlensing
本研究提出利用X射线脉冲星微引力透镜探测原初黑洞暗物质，证明现有及未来望远镜可在短期内覆盖关键质量窗口，并呼吁建造专用望远镜以扩展探测范围。
2025-02-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Primordial black hole collision with neutron stars and astrophysical black holes and the observational signatures
本文研究低质量原初黑洞作为暗物质候选者的可行性，推导其与中子星和黑洞的碰撞与捕获动力学，评估了碰撞率及引力波信号，指出尽管当前探测器灵敏度不足，未来仍有望在宇宙学尺度上观测到此类事件。
2023-11-21 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Black-Hole Dark Matter via Warm Natural Inflation
我们报告的自然暖膨胀范式（WNI）的研究。我们发现两个重要的新结果出现在这个模型。一是在不超过有效场论的普朗克尺度的情况下，满足观测对宇宙微波背景（CMB）的原始功率谱的约束。第二，WNI能在黑洞质量范围的黄金窗口（$10^{-16} -10^{-11}M_{\odot}$）内为原初黑洞（PBH）的产生提供完美的条件，在这个窗口内，WNI能在满足观测约束的前提下解释宇宙中所有的暗物质含量。
2022-10-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Excluding Primordial Black Holes as Dark Matter Based on Solar System Ephemeris
该研究利用太阳系星历表对距太阳50 au内外部质量变化的严格上限，排除了原初黑洞在$10^{18}$–$10^{22}$克质量窗口内作为暗物质主要成分的大部分可能性。
2024-08-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black-Hole and Macroscopic Dark-Matter Constraints with LISA
起源于原始黑洞或其他大型宏观暗物质候选者的引力波的可探测性吸入人马座${\rm A}^{\!*}$的调查。它表明，LISA应该是一个强大的机器来检测的随机信号，从积累的收集这样的对象已被引力捕获的Sgr $\,{\rm A}^{\!*}$，只要他们有质量以上$\sim 10^{-20}\,M_{\odot}$。如果它们是暗物质的主要成分，并且人马座${\rm A}^{\!*}$的暗物质密度超过其在太阳附近的值，情况就更是如此。值得注意的是，不受各种引力透镜参数和观测约束的质量窗口$2 \times 10^{20}\,{\rm g} \leq m_{\rm DM} \leq 4 \times 10^{24}\,{\rm g}$将是可访问的。预测得出的事件率和信号强度作为暗物质质量的函数，假设的暗物质候选人没有潮汐中断的inspiral。对于原始黑洞来说，情况肯定是这样的，而且它表明，对于具有核密度的候选物体来说，情况也很可能是这样的。
2017-07-10 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on the Primordial Black Hole Abundance from the First Advanced LIGO Observation Run Using the Stochastic Gravitational-Wave Background
高级LIGO对引力波事件的发现正在刺激对二元黑洞起源的广泛研究。假设引力波事件可以用二元原生黑洞合并来解释，我们利用Advanced LIGO给出的随机引力波背景上限作为新的观测窗口，独立地约束了暗物质中原生黑洞的丰度。我们表明，先进的LIGO的第一次观测运行提供了最好的约束的原始黑洞丰度的质量范围$1 M_\odot \lesssim M_\text{PBH}\lesssim 100 M_\odot$，推动以前的微透镜和矮星系动力学约束更严格的1个数量级。此外，我们还讨论了在不久的将来利用先进LIGO探测太初黑洞，特别是太阳底下质量的太初黑洞随机引力波背景的可能性。
2018-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bridging the Gap: Spectral Distortions meet Gravitational Waves
本次演讲的目标是介绍两个即将到来的令人兴奋的发现精密宇宙学的途径：光谱扭曲（SD）和引力波（GW）。前一种信号提供了一个清晰的窗口，在重组之前的原始等离子体的状态，从而揭示了小规模的原始扰动，暗物质衰变和黑洞的形成，只是提到几个场景。后一种信号已经为黑洞和中子星合并的景观提供了新的见解，它将揭示早期宇宙的复杂动力学，包括原始黑洞，膨胀势，甚至再加热动力学。这两个未来的观测之间的一个优雅的链接，因为原始GW背景源SD，耦合提供了独特的洞察力超过60年的GW频率。更重要的是，SD可见度窗口弥合了天体物理学高频和宇宙学低频测量之间的差距。这意味着SDs不仅将补充其他GW观测，而且将成为某些尺度上物理过程的唯一探测器。
2022-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes and induced gravitational waves in non-singular matter bouncing cosmology
本研究在非奇异物质反弹宇宙学中提出无模型依赖的原初黑洞形成机制，发现小尺度曲率扰动增强可形成小行星质量原初黑洞（或解释全部暗物质），且能诱导可被未来探测的随机引力波背景，为探测早期宇宙反弹特性提供新窗口。
2024-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes from an inflationary potential valley
本研究提出一个具有局部极小值的玩具暴胀模型，通过增强曲率扰动高效产生原初黑洞，其质量窗口$10^{16}$--$10^{20}$克可构成全部暗物质。
2023-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Primordial Physics in the Nonlinear Universe: signatures of inflationary resonances, excitations, and scale dependence
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)（NSF-西蒙斯天空人工智能研究所（SkAI））；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Center for Particle Cosmology, Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学物理与天文学系粒子宇宙学中心）
研究通过模拟分析多种原始非高斯性模板，探讨其在晚期密度场中的非线性特征，发现弱引力透镜数据在特定尺度下可提供有力约束。
2026-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Formation of primordial black holes in an axionlike curvaton model
在一个与暴胀子耦合的类轴子曲率模型中，对原初黑洞（PBH）的形成机制进行了详细分析。复标量的相位方向起着曲率的作用，并产生足够的PBH来解释LIGO-Virgo合作中观察到的黑洞双星（$\sim 30 M_{\odot}$）或PBH作为暗物质（DM）（$\sim 10^{-12} M_{\odot}$）。我们检查我们的模型是否满足目前的限制PBH质谱，曲率扰动和二次产生的引力波。我们还考虑了窗函数选择的模糊性和非高斯性的影响。
2018-10-24 astro-ph.CO
Disentangling the primordial nature of stochastic gravitational wave backgrounds with CMB spectral distortions
本研究利用CMB谱畸变与引力波的关联，通过更新的窗口函数和约束映射，区分随机引力波背景的原初或天体物理起源，并强调未来CMB光谱仪的关键作用。
2023-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fitting power spectrum of scalar perturbations for primordial black hole production during inflation
为了描述早期宇宙中暴胀子的缓慢滚动和原始黑洞的形成，在单场模型的框架下，我们提出了暴胀过程中标量（曲率）扰动功率谱的一个简单解析拟合.我们的拟合是由慢滚近似下的功率谱和对数正态（高斯）拟合给出的，慢滚近似下的功率谱是与普朗克/BICEP/Keck测量一致的宇宙微波背景辐射的可行描述所需的，对数正态（高斯）拟合是有效产生原始黑洞所需的功率谱增强（峰值）。我们使用T型$α$吸引子模型来描述慢卷膨胀。要求峰值的位置和高度产生的质量的原始黑洞在小行星大小的窗口允许整个（当前）的暗物质组成的原始黑洞，我们发现的限制，其余的参数，最值得注意的是，对峰的宽度。
2023-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Revisiting constraints on asteroid-mass primordial black holes as dark matter candidates
原始黑洞是唯一一个没有发现新粒子的暗物质候选者，近年来引起了人们越来越多的关注。到目前为止，各种观测已经强烈地限制了PBH的大部分质量范围，只留下了PBH可以构成暗物质的很大一部分的小窗口。在这里，我们重新审视小行星质量窗口的PBH约束，即，质量范围为$3.5\times 10^{-17}M_\odot < m_{\mathrm{PBH}} < 4\times 10^{-12}M_\odot$。我们重新审视三种限制。(1)对于光学微透镜，我们分析了有限源尺寸和衍射效应，并讨论了事件率、$m_{\mathrm{PBH}}$和事件持续时间之间的标度关系。我们认为，将现有的光学微透镜约束推到更低的m $_{\mathrm{PBH}}$是困难的。(2)对于恒星中PBH的动态捕获，我们基于相空间参数导出了捕获率的一般结果。我们认为，恒星的生存并不约束PBH，但恒星被捕获的PBH的中断应该发生，小行星质量PBH假设可以受到约束，如果我们能工作出这个过程的观测签名。(3)对于破坏白矮星的PBH通过白矮星没有得到引力捕获，但产生的冲击，点燃碳聚变，我们进行了1+ 1维流体动力学模拟，探索冲击后的温度和相关的时间尺度，我们再次发现这种约束是无效的。总之，我们发现小行星的质量窗口仍然开放的PBH占所有的暗物质。
2019-08-26 astro-ph.CO
Power spectrum of density fluctuations, halo abundances and clustering with primordial black holes
我们研究了暗物质（DM）被封装在原始黑洞（PBH）的密度波动$P(k)$的功率谱的影响，我们也看看它对晕的丰度和他们的集群的影响。我们允许泊松波动的增长，因为物质和辐射平等和研究单色和扩展PBH质量分布。我们提出了更新的单色黑洞的质量约束，要求$<10\%$的$Λ$冷暗物质功率谱的$k=1$ hMpc $^{-1}$的规模偏差。我们的结果表明，质量为$>10^4$ h $^{-1}M_\odot$的PBH被排除在宇宙中所有DM的符合之外。我们还将此条件应用于扩展的Press-Schechter（PS）质量函数，并发现即使在应用进化之前，泊松幂也与尺度相关。我们发现特征质量$M^*\leq10^2 $ h $^{-1}M_\odot$是允许的，{当与先前的约束结合时，仅留下PS质量函数的两个特征PBH质量窗口，在$M^*\sim10^2$ h $^{-1}M_\odot$和$\sim10^{-8}$ h $^{-1}M_\odot$，其中所有DM可以在PBH中。在这些窗口内产生的DM晕质量函数与由基本粒子组成的冷暗物质产生的质量函数相似。然而，一旦参数产生不切实际的$P(k)$，所产生的晕质量函数及其偏差作为晕质量的函数，强烈偏离在真实宇宙中测量的行为。
2021-04-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from burdened primordial black holes dark matter
本文研究量子记忆负担效应抑制蒸发后，质量低于10^10克的原初黑洞作为暗物质的可能性，并计算了暴胀扰动和一阶相变两种形成机制产生的引力波信号，指出后者低频峰值有望被未来实验探测。
2025-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Memory burden effect of regular primordial black holes
Northeastern University（东北大学）
本文研究正则原初黑洞的记忆负担效应，通过结合非奇异度规和记忆负担效应，扩展了原初黑洞的质量窗口，发现记忆负担效应能显著缓解蒸发约束，为暗物质提供新的质量范围。
2026-05-19 astro-ph.CO
Probing Primordial Black Hole Scenarios with Terrestrial Gravitational Wave Detectors
本文综述了利用当前及未来地面引力波探测器，通过诱导引力波和双星并合信号探测两个质量范围原初黑洞的方法，并给出背景信号频率与振幅的粗略估计。
2024-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Signals of merging supermassive primordial black holes in pulsar timing arrays
本研究探讨脉冲星计时阵列观测到的引力波背景是否来自并合的原初超大质量黑洞，发现均匀分布情形受丰度约束排除，而成团分布若能规避μ畸变约束则可自洽解释观测数据。
2025-09-04 astro-ph.CO hep-ph
Probing nuclear observables via primordial nucleosynthesis
我们研究了原始核丰度对基本核观测量的依赖性，如结合能，散射长度，中子寿命，\textit{etc.}通过改变这些量。的数值计算进行了四个公开的代码，从而促进了调查的模型依赖（系统）的不确定性，这些依赖性。此外，考虑到速率对某些相关参数的敏感性对温度的依赖性，导致最终原始丰度的敏感性降低，这在某些情况下是明显的。这些影响被认为是相关的核丰度的基本参数，如夸克质量或耦合的核参数研究的依赖性。
2022-08-26 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
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
Primordial black holes as dark matter and generators of cosmic structure
原始黑洞（PBH）可以提供暗物质，但各种约束条件将可能的质量窗口限制为$10^{16} - 10^{17}$ g，$10^{20} - 10^{24}$ g和$10 - 10^3M_{\odot}$。最后一种可能性特别令人感兴趣，因为最近LIGO探测到了黑洞合并。大于$10^3 M_{\odot}$的PBH可能具有重要的宇宙学后果，即使它们只具有暗物质密度的一小部分。特别是，它们可以通过“种子”效应单独产生宇宙学结构，或者通过“泊松”效应集体产生宇宙学结构，从而减轻与标准冷暗物质场景相关的一些问题。
2019-01-23 astro-ph.CO
