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作为费米子工厂的黑洞

高能物理 - 唯象学 2025-02-17 v4 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 实验

摘要

旋转黑洞附近的超轻玻色子可通过超辐射能量提取经历显著增长,可能达到接近普朗克尺度的场值,并将黑洞转变为这些场的有效换能器。玻色子场与费米子之间的相互作用可能导致费米子的参数产生或 Schwinger 对产生,其效率显著超过微扰衰变过程。此外,标量云的空间梯度与矢量云的电场分量可加速费米子,产生可观测的通量。本研究考虑了标准模型 neutrinos 与暗 sector 费米子,后者可能贡献于 boosted dark matter。费米子发射导致的能量损失可能淬灭云的指数增长,导致饱和态。这一动力学为建立玻色子-中微子相互作用的限制提供了框架,此前这些限制由中微子自相互作用考量所约束。在饱和阶段,玻色子云能够将费米子加速至 TeV 能量,产生超过黑洞附近大气 neutrinos 的通量。这些通量为通过 IceCube 等高能中微子探测器以及聚焦于目标黑洞的暗物质直接探测努力进行观测开辟了新途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.00741,
  title  = {Black Holes as Fermion Factories},
  author = {Yifan Chen and Xiao Xue and Vitor Cardoso},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00741},
  year   = {2025}
}

备注

27 pages, 4 figures, published version in JCAP