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宇宙相变产生的原初黑洞:费米球的坍缩

宇宙学与河外天体物理 2021-11-24 v3 高能物理 - 唯象学

摘要

我们提出了一种基于一级相变(FOPT)的新型原初黑洞(PBH)形成机制。若某费米子物种在真空中获得巨大质量,相应粒子会被困在假真空之中,因为它们没有足够能量穿透泡壁。FOPT之后,费米子被压缩进假真空残余形成称为费米球的非拓扑孤子,并因汤川吸引力而坍缩为PBH。我们推导了PBH的质量与丰度,表明对于O(GeV)\mathcal{O}({\rm GeV})的FOPT,PBH可能为1017\sim10^{17} g并解释全部暗物质。若FOPT发生于更高能标,PBH通常会被过度产生,需额外稀释机制以满足当前约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.00111,
  title  = {Primordial black holes from a cosmic phase transition: The collapse of Fermi-balls},
  author = {Kiyoharu Kawana and Ke-Pan Xie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.00111},
  year   = {2021}
}

备注

5 pages + 2 figures + references and appendix. To appear on PLB