高红移 Lyman-α 森林对原始黑洞的有效场论约束

我们给出了基于 MIKE/HIRES 实验高红移 Lyman-α 森林数据的原始黑洞 (PBH) 暗物质丰度约束。我们的分析利用有效场论 (EFT) 描述的 1D 通量功率谱，使我们能够从首要原理对 Lyman-α 愆动进行解析预测。我们的 EFT 基于的似然函数使我们能够在红移 $z = 4.2-5.4$ 之间进行稳健的推断，并可降低至 100 kpc 的尺度，在该数据集的此前未探索的参数空间内工作。我们推导出 PBH 相对于总暗物质分数的新下界 $f_{\text{PBH}}$，排除了 $f_{\text{PBH}} \gtrsim 10^{-3}$ 的 PBH population，当质量为 $M_{\text{PBH}} \sim 10^{4}-10^{16} M_{\odot}$ 时。这提供了质量超过 $10^{9} M_{\odot}$ 的 PBH 的领先约束，并突显了 Lyman-α 森林作为探测改变我们宇宙结构形成历史的新物理模型的唯一敏感探针。