利用 Isatis（BlackHawk 工具）限制原始黑洞的可探测性

原始黑洞（PBHs）是解释难以捉摸的暗物质（DM）的便利候选者。然而，多年来来自各种天文观测的限制已经约束了它们在广泛质量范围内的丰度，仅留下一个狭窄窗口 $10^{17}\,{\rm g} \lesssim M \lesssim 10^{22}\,$g 供全部 DM 以 PBHs 形式存在。我们以批判的眼光重新审视这一有争议的窗口，质疑直接光子限制背后的普遍假设。我们回顾了四个层次的假设：i) 仪器特性，ii) （河外）星系光子通量的预测，iii) 信号与数据比较的统计方法，以及 iv) 霍金辐射率的计算。得益于为公开霍金辐射代码 BlackHawk 设计的新工具 Isatis，我们首先重新审视了现有的和预期的对 PBH 丰度的限制，并研究了假设 i)-iv) 的影响。我们表明限制可以变化数个数量级，主张有必要减少理论不确定性来源。其次，我们考虑一台“理想”仪器，并证明 PBH DM 情形只能由直接光子霍金辐射现象在 $M_{\rm max} \sim 10^{20}\,$g 以下被限制。因此质量窗口的上半部分应通过其他手段关闭。