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辐射时期中微子导致的原初黑洞质量增长

Primordial Black Hole mass growth from neutrinos during the radiation era

Maël Gonin

arXiv 2607.09285首次发表:更新:

发表机构

TU Dresden, Institute of Nuclear and Particle Physics (IKTP); Deutsches Zentrum für Astrophysik (DZA)(德累斯顿工业大学核与粒子物理研究所; 德国天体物理中心)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

研究原初黑洞质量演化,通过半经典方法和研究早期等离子体动力学,重新审视其对辐射的热吸收,发现中等及超大质量原初黑洞质量显著增长,修正了此前看法,对暗物质原初黑洞观测有重要意义。

AI 中文摘要

我们通过中微子吸收展示了原初黑洞质量演化的新图景。利用半经典方法并仔细研究早期等离子体的动力学,我们重新审视了处于热浴中的质量范围从\(10^{-3}-10^9 M_\odot\)的原初黑洞群体对辐射的热吸收。我们发现中等质量和超大质量原初黑洞有显著的质量增长,这种效应改变了热历史中预测的\(e^+e^-\)峰值。根据坍缩分数的值,中等质量范围内可能会出现一个额外的显著峰值。此外,由于原初黑洞从热浴中增长,原初黑洞中暗物质的比例\(f_{\rm PBH}\)也会改变。这些结果修正了之前对原初黑洞质量演化的看法,并对暗物质原初黑洞的观测有影响。

英文摘要

We present a new picture of primordial black holes mass evolution through neutrino absorption. Using semi-classical approach and a closer look at the kinetic of the early plasma we revisit the thermal absorption of radiation by a population of primordial black holes ranging from $10^{-3}-10^9 M_\odot$ embedded in a thermal bath. We find significant mass growth of intermediate mass and supermassive PBHs, the effect shift the predicted $e^+e^-$ peak from thermal history. Depending on the value of the collapse fraction an additional peak around the intermediate mass range, might become significant. Moreover, because PBH grow from the thermal bath the fraction of DM in PBH $f_{\rm PBH}$ also change. These results revise the previous view on mass evolution of PBH and have implications for dark matter PBH observations.

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论文原文

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