TeV 引力模型中宇宙成因黑洞的 Hawking 蒸发

我们研究了在基本引力标度为 TeV 的模型中，质量为 $10^4$--$10^{11}$ GeV 的黑洞的性质。这些黑洞可能产生于超高能宇宙射线与我们银河系晕中的暗物质粒子或另一宇宙射线的碰撞中。我们表明，QCD 韧致辐射和电子对产生过程无法使从黑洞逸出的粒子热化，因此在 Hawking 蒸发过程中永远不会形成色球层。我们利用 HERWIG 评估了 Schwarzschild 阶段发射的稳定 4 维粒子的能谱，发现所有情况下能谱峰值均在 0.2 GeV 左右，其中中微子约占 43%，光子占 28%，电子占 16%，质子占 13%。体引力子峰值出现在更高能量处，对于 $n=6$ 个额外维度的最大质量黑洞，它们占发射粒子的 0.4%（占总能量的 16%）；而对于 $n=2$ 的 10 TeV 黑洞，它们仅占发射粒子的 0.02%（占能量的 1.4%）。