利用宇宙射线碰撞对低尺度量子引力进行新测试

高能中心对撞的宇宙射线可能实现引力子和黑洞的产生，这在低尺度量子引力理论中被预期，例如额外维度、众多物种或弦论的某些版本。本文提出了对这些理论进行三个新现象学测试。首先，我们考虑宇宙射线与活跃星系核 (AGN) 中的周围质子、电子和光子的碰撞，发现高能中微子数据来自 TXS 0506+056 黑矿星，给出引力基本尺度 $M_f \gtrsim 0.3$ TeV 的约束，未来的高能中微子数据可能将此限制提高到 $M_f \gtrsim 200$ TeV。随后我们指出，在 AGN 中可能发生成对的宇宙射线碰撞，由于加速的宇宙射线不呈束缝状，或在超大质量黑洞二元体中，这种情况可能让我们测试 unprecedented 大的引力基本尺度 $M_f \gtrsim 2$ PeV。我们进一步计算由宇宙射线碰撞产生的黑洞的哈维蒸发所产生的热中微子辐射，发现其光谱与预期的介子衰变光谱明显不同。最后，我们推测一种情景会产生来自天空中没有多波段对应物的区域的高能中微子和伽马射线辐射，这通过来自不同膜上引力子传播，然后在我们宇宙中衰变来实现。