蒸发中的黑洞会形成光球层吗？

多位作者，尤其是 Heckler，声称由于发射粒子间的 QED 或 QCD 相互作用，微观黑洞周围会形成光球层，从而显著改变可观测的霍金辐射。在本文中，我们分析了这些主张，并指出了若干使这些情景无效的物理和几何效应。我们指出两个关键问题。首先，相互作用的粒子必须具有因果联系才能发生相互作用，而这一条件仅由靠近黑洞的一小部分发射粒子满足。其次，一个散射粒子完成每次轫致辐射相互作用需要约 $E/m_e^2$ 的距离，其结果是，在黑洞附近每个粒子发生超过一次完整轫致辐射相互作用的概率极低。这两个效应在先前的分析中未被纳入。我们得出结论，发射粒子的相互作用不足以形成 QED 光球层。类似的论证也适用于 QCD 情形，并阻止在黑洞温度远大于 $\Lambda_{\text{QCD}}$（QCD 粒子发射阈值）时形成 QCD 光球层（色球层）。额外的 QCD 唯象论据排除了在黑洞温度约为 $\Lambda_{\text{QCD}}$ 量级时色球层的发展。在所有情况下，原初黑洞的宇宙或银河系晕背景或单个黑洞的观测特征基本上仍保持标准霍金模型的特征，探测概率几乎没有变化。我们还考虑了 Belyanin 等人以及 D. Cline 等人提出的可能性，即发射粒子间的等离子体相互作用形成光球层，并得出结论认为该情景同样缺乏支持。