通过具有多重倾斜的引力波探测高能标跷跷板与 PBH 生成的暗物质

我们提出一种情形，其中轻中微子质量的高能标跷跷板起源，以及源自原初黑洞（PBH）蒸发的 MeV–TeV 量级引力暗物质（DM），可同时由未来对具有多重倾斜或谱断裂的随机引力波（GW）背景的观测来探测。阿贝尔规范对称性的高能标破缺确保了跷跷板标度的动力学起源，同时也导致产生负责生成随机引力波背景的宇宙弦。该量级下正确暗物质丰度的要求 necessitates 引入稀释剂，因为 PBH 通常导致暗物质过量产生。这在 PBH 蒸发后由于长寿命稀释剂导致第二个早期物质主导时期。这两个早期物质主导时期与暗物质丰度密切相关，在原本由宇宙弦形成的尺度不变引力波谱中导致多重谱断裂。我们发现暗物质质量与引力波谱转折频率之间存在有趣关联，其在 LISA、BBO、ET、CE 等若干近未来实验的可及范围内。