[2025年4月15日提出]
ダークマターの起源
ジェレミー・モールド
高頻度マイクロレンズ法による原始ブラックホール（PBH）候補天体の最近の発見は、宇宙の熱史の一章として暗黒物質の形成を物理的に理解する道を開いた。PBH形成の相補的な場所として、インフレーションとTeVからMeVエネルギーの初期宇宙が考えられる。後者の場合、フリードマン方程式とPBHの質量測定を組み合わせることで、閾値エネルギー、質量スペクトル、そしてこの時代の終点が明らかになる。近年の多くの太陽系外惑星の検出は、PBHの検出であった可能性がある。宇宙がMeV温度まで冷却すると、同様に質量の大きいPBHが形成され、超大質量領域に達する。JWSTによる高赤方偏移での多数の超大質量ブラックホール（SMBH）の発見は、この期待に応えるものである。プランク質量残余物が暗黒物質の重要な構成要素である可能性を裏付け、初期質量が約6 x 10^{-16} M{_\odot}未満で宇宙温度が10^9 GeVを超えるプランク質量残余物（PBH）によって形成されることを発見しました。質量範囲によってはPBHが{\Omega}物質のごく一部しか占めない場合もありますが、アクシオンやWIMPを除くすべての天体暗黒物質がPBH起源である可能性があります。
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[2018年10月30日提出（v1）、最終改訂2019年1月21日（本バージョン、v2）]
ヒッグスインフレーションによるプランクスケールのブラックホール暗黒物質
シクシー・ラサネン、イーメリ・トンバーグ
標準模型のヒッグス粒子が重力と非最小結合し、それがインフレーションである場合の、原始ブラックホール（PBH）暗黒物質の生成を研究する。ヒッグスポテンシャルが量子補正によって臨界点近傍に存在する場合、PBHが生成される可能性がある。この場合、スローロール近似が破れる可能性があるため、数値的にパワースペクトルを計算する。一般相対論の計量とパラティーニ定式化の両方を考慮する。PBHとCMBスペクトルに対する観測的制約を組み合わせると、PBHが早期に蒸発してプランク質量の痕跡を残す場合にのみ、暗黒物質の全てを構成できることが分かる。これは、ヒッグスポテンシャルが臨界点だけでなく、浅い局所的最小値を持つことを必要とする。すると、初期の PBH 質量は g 未満となり、CMB 観測量の予測はツリーレベルのヒッグスインフレーションの場合と同じ、n_s=0.96およびr=5\times10^{-3} (メトリック) またはr=4\times 10^{-8} \dots 2 \times 10^{-7} (Palatini) となります。