由原初黑洞实现的非对称再加热

我们研究在 Big Bang Nucleosynthesis（BBN，大爆炸核合成）之前一群原初黑洞（PBHs）的 Hawking 蒸发，将其作为实现仅通过引力耦合的两个扇区非对称再加热的机制。可见扇区由 inflaton（暴胀子）或模场再加热，而暗扇区由 PBHs 再加热。与两扇区的暴胀或模场再加热相比，有两个优势：$(i)$ 随后可使暗扇区与可见扇区热化的 inflaton 或模场介导算符，与非对称再加热过程无关；$(ii)$ PBHs 的质量与丰度为暗扇区的热历史、特别是两扇区温度之比提供了参数控制。由 PBHs 实现的非对称再加热具有格外丰富的暗扇区现象学，我们以暗扇区中一个自相互作用实标量场为模板对此进行探讨。我们探索了涉及处于化学平衡的非相对论与相对论暗物质（DM）并随后存在或不存在同类相食（cannibalism）的四种热历史。这些历史随后被当前宇宙观测到的 relic abundance（遗迹丰度）与 Bullet Cluster（子弹星系团）所约束。PBHs 主导宇宙能量密度并再加热可见与暗两扇区的情况也得到了详细处理。