宇宙射线产生黑洞：探测额外维度与对 TeV 尺度引力的新约束

若存在额外时空维度和低尺度引力，将在 elementary 粒子可观测碰撞中产生黑洞。未来数年，超高能宇宙射线提供了观察这一现象的最有前景的窗口。特别是，宇宙中微子可在地球大气深处产生黑洞，导致准水平方向的巨型空气喷流。我们确定宇宙射线探测器对黑洞产生的灵敏度，并将结果与其他额外维度探针进行比较。在拥有 n ≥ 4 个额外维度时，来自 AGASA 实验对深渗透喷流的当前限制已提供了对低尺度引力最严格的界限，要求基本普朗克尺度 M_D > 1.3 - 1.8 TeV。阿尔金观测站将探测 M_D 达到 4 TeV，并可能在 5 年内观察到约百个黑洞。我们还考虑角动量和可能的指数级抑制部分跨越率的影响；尽管如此，黑洞产生率仍可能很大。最后，我们展示，即便只观察到少数黑洞事件，标准模型解释也可能因与地球浮动中微子率的比较而被排除。