Primordial black hole dark matter in the context of extra dimensions
Notice bibliographique
Résumé
Theories of large extra dimensions (LEDs) such as the Arkani-Hamed, Dimopoulos and Dvali scenario predict a ``true'' Planck scale ${M}_{\ensuremath{\star}}$ near the TeV scale, while the observed ${M}_{pl}$ is due to the geometric effect of compact extra dimensions. These theories allow for the creation of primordial black holes (PBHs) in the early Universe, from the collisional formation and subsequent accretion of black holes in the high-temperature plasma, leading to a novel cold dark matter (sub)component. Because of their existence in a higher-dimensional space, the usual relationship between mass, radius, and temperature is modified, leading to distinct behavior with respect to their four-dimensional counterparts. Here, we derive the cosmological creation and evolution of such PBH candidates, including the graybody factors describing their evaporation, and obtain limits on LED PBHs from direct observation of evaporation products, effects on big bang nucleosynthesis, and the cosmic microwave background angular power spectrum. Our limits cover scenarios of two to six extra dimensions, and PBH masses ranging from 10 to ${10}^{21}\text{ }\text{ }\mathrm{g}$. We find that for two extra dimensions, LED PBHs represent a viable dark matter candidate with a range of possible black hole masses between ${10}^{17}$ and ${10}^{23}\text{ }\text{ }\mathrm{g}$ depending on the Planck scale and reheating temperature. For ${M}_{\ensuremath{\star}}=10\text{ }\text{ }\mathrm{TeV}$, this corresponds to PBH dark matter with a mass of $M\ensuremath{\simeq}{10}^{21}\text{ }\text{ }\mathrm{g}$, unconstrained by current observations. We further refine and update constraints on ``ordinary'' four-dimensional black holes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».