张量诱导密度涨落引起的原始黑洞：一次相变与域壁

我们提出了一种 novel 的 gauge不变且 minimal 的原始黑洞（PBH）形成机制，分别基于一次相变（FOPT）和域壁（DW）。这种机制基于在FOPT期间从气泡碰撞和声波中生成的一次张量扰动，以及从DW湮灭中产生的扰动，按照扰动理论的二级次序源曲率。我们表明，PBH形成对FOPT参数（$\beta/H, \alpha, T_{\star}$）和DW参数（$\alpha_{\rm ann}, V_{\rm bias}, \sigma$）均施加了 model-independent约束。我们发现，对于$4 \times 10^{2} < T_{\star} < 10^{4}$ GeV，$\beta/H \simeq 6$，涉及$\alpha >\mathcal{O}(1)$的值，可使小行星质量的PBH成为宇宙全部暗物质。对应的FOPT引力波（GW）振幅将在频率$f_{\rm p} \in (10^{-5},10^{-2})$ Hz之间具有特征峰$\Omega_{\rm GW}^{\rm p} h^2$ $\sim \mathcal{O}(10^{-8})$，在LISA和SKA探测器内可达。对于$\sigma^{1/3} \in [10^{6}, 10^{8}]$ TeV，$V_{\rm bias}^{1/4} \in [10^7, 10^{10}]$ MeV，可使PBH成为全部暗物质，对应的GW振幅峰来自DW湮灭$\Omega_{\rm GW}^{\rm p} h^2$ $\sim \mathcal{O}(10^{-9})$（对于$\alpha_{\rm ann} \sim 10^{-2}$），峰值频率在$f_{\rm p} \in (4 \times 10^{-4},10^{-1})$ Hz之间，对应$T_{\rm ann} \in 4.5 \times [10^3, 10^6]$ GeV，在LISA和ET探测器内可达。我们还提供了张量诱导密度谱、$P_{\delta^{(2)}}$、$M_{\rm PBH}$和$f_{\rm PBH}$的半解析公式， 将它们以FOPT和DW参数相关联，这些参数又与可行的粒子物理起源的FOPT和DW相关联，从而约束这些微物理，无论是可见的还是暗介质模型。