Dark matter from higher-dimensional primordial black holes
Notice bibliographique
Résumé
The evaporation of primordial black holes provides a promising dark matter production mechanism without relying on any nongravitational interactions between the dark sector and the Standard Model. In theories of ``large'' extra dimensions (LEDs), the true scale of quantum gravity, ${M}_{*}$, could be well below the Planck scale, thus allowing for energetic particle collisions to produce microscopic black holes in the primordial plasma at temperatures as low as $T\ensuremath{\gtrsim}100\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}$. Additionally, LEDs modify the relationship between black hole mass, radius, and temperature, allowing microscopic black holes to grow to macroscopic sizes in the early Universe. In this work we study three scenarios for the production of dark matter via LED black holes: (1) delayed evaporating black holes (DEBHs) which grow to macroscopic sizes before ultimately evaporating, (2) instantly evaporating black holes (IEBHs) which immediately evaporate, and (3) stable black hole relics with a mass ${M}_{*}$ known as Planckeons. For a given reheating temperature, ${T}_{\mathrm{RH}}$, we show that DEBHs produce significantly less dark matter than both IEBHs and Planckeons. IEBHs are able to produce the observed relic abundance of dark matter so long as the reheating scale is in the range ${10}^{\ensuremath{-}2}\ensuremath{\le}{T}_{\mathrm{RH}}/{M}_{*}\ensuremath{\le}{10}^{\ensuremath{-}1}$. We calculate the average speed for the resulting dark matter and show that it would be sufficiently cold for all dark matter masses ${m}_{dm}\ensuremath{\gtrsim}{10}^{\ensuremath{-}4}\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}$. This mechanism is viable for any scale of quantum gravity in the range ${10}^{4}\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}\ensuremath{\le}{M}_{*}\ensuremath{\le}{M}_{\mathrm{Pl}}$ and for any number of LEDs.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».