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源自共形希格斯场的原初黑洞

高能物理 - 唯象学 2025-03-05 v4 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 理论

摘要

电弱理论的尺度不变扩展不仅因能动态生成弱标度而引人注目,还因其在促成过冷一级相变中的作用而备受关注。我们研究了标准模型的最小尺度不变 U(1)DU(1)_{\rm D} 扩展,并表明可以大量产生原初黑洞(PBHs)。由于 QCD 催化限制了过冷程度,这些 PBHs 的质量上限为月球质量。对于暗希格斯场期望值 vϕ20 TeVv_\phi\simeq 20~\rm TeV 所产生的月球质量 PBHs,对应解释 HSC 透镜异常的最佳似然。对于 vϕ400 TeVv_\phi\gtrsim 400~\rm TeV,该模型可解释百分之百的暗物质。在更大的尺度层级下,它还可对 511 keV511~\rm keV 谱线有贡献。虽然由 HSC 异常解释所产生的引力波(GW)信号较大且可被 LISA 在天体物理前景之上探测到,但用 PBHs 解释暗物质的情形无法被未来的 GW 探测完全检验。这是由于长寿命 U(1)DU(1)_{\rm D} 标量衰变过程中注入的熵稀释了信号。这种延长的寿命是尺度大层级的自然结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.13640,
  title  = {Primordial Black Holes from Conformal Higgs},
  author = {Yann Gouttenoire},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.13640},
  year   = {2025}
}

备注

Check of validity of beta-parameterisation of the tunnelling rate, discussions and Refs added. Software program to calculate bounce action and nucleation temperature available on github (https://github.com/YannGou/CCBounce.git). Matches version published in PLB