Quanteneffekte auf die Verdampfung von PBHs: Beiträge zur dunklen Materie

Wir berechnen die Relikt-Häufigkeit der dunklen Materie in Gegenwart von Primordialen Schwarzen Löchern (PBHs) jenseits der semiclassischen Näherung. Wir berücksichtigen die quantenmechanischen Korrekturen aufgrund des Memory-Burden-Effekts, der angenommen wird, die Verdampfungsrate des Schwarzen Lochs durch eine inverse Potenz seiner eigenen Entropie zu unterdrücken. Ein solcher quantenmechanischer Effekt erhöht die Lebensdauer erheblich und macht die Möglichkeit plausibel, dass PBHs mit einer Masse von 10^9 g der alleinige Kandidat für dunkle Materie (DM) sein könnten. Allerdings kann die Natur die Existenz fundamentaler Teilchen wie der DM nicht ausschließen. Daher schließen wir die Möglichkeit ein, dass der Dunkelsektor durch den Zerfall von PBHs in diese fundamentalen Teilchen besiedelt wird, wodurch der Beitrag zu stabilen PBHs, deren Lebensdauer sich aufgrund der quantenmechanischen Korrekturen verlängert, ergänzt wird. Abhängig von der Stärke des Burden-Effekts zeigen wir, dass sich im Parameterraum der Anfangsmasse von PBHs und der fundamentalen DM-Masse ein weites Spektrum öffnet, das die korrekte Relikt-Häufigkeit respektiert.