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Primordial blackhole formation: exploring chaotic potential with a sharp step via the GLMS perspective
Classical and Quantum Gravity ( IF 3.6 ) Pub Date : 2024-09-13 , DOI: 10.1088/1361-6382/ad74d4 Rinsy Thomas , Jobil Thomas , Minu Joy
Classical and Quantum Gravity ( IF 3.6 ) Pub Date : 2024-09-13 , DOI: 10.1088/1361-6382/ad74d4 Rinsy Thomas , Jobil Thomas , Minu Joy
A sharp step on a chaotic potential can enhance primordial curvature fluctuations on smaller scales to the
O ( 10 − 2 ) to form primordial black holes (PBHs). The present study discusses an inflationary potential with a sharp step that results in the formation of PBHs in four distinct mass ranges. Also this inflationary model allows the separate consideration of observable parameters ns and r on the CMB scale from the physics at small scales, where PBHs formation occur. In this work we computed the fractional abundance of PBHs (
f PBH ) using the GLMS approximation of peak theory and also the Press–Schechter (PS) formalism. In the two typical mass windows,
10 − 13 M ⊙ and
10 − 11 M ⊙ ,
f PBH calculated using the GLMS approximation is nearly equal to 1 and that calculated via PS is of 10−3. In the other two mass windows
1 M ⊙ and
6 M ⊙ ,
f PBH obtained using GLMS approximation is 0.01 and 0.001 respectively, while
f PBH calculated via PS formalism yields 10−5 and 10−6. The results obtained via GLMS approximation are found to be consistent with observational constraints. A comparative analysis of
f PBH obtained using the GLMS perspective and the PS formalism is also included.
中文翻译:
原初黑洞的形成:通过 GLMS 视角快速探索混沌势
混沌势的急剧进步可以将较小尺度上的原初曲率涨落增强至 O(10−2),从而形成原初黑洞 (PBH)。本研究讨论了急剧膨胀的潜力,该潜力导致四种不同质量范围内的PBH的形成。此外,这种暴胀模型还允许将 CMB 尺度上的可观测参数 n s和 r 与发生 PBH 形成的小尺度物理分开考虑。在这项工作中,我们使用峰值理论的 GLMS 近似以及 Press-Schechter (PS) 形式计算了 PBH 的分数丰度 (fPBH)。在两个典型的质量窗口10−13M⊙和10−11M⊙中,使用GLMS近似计算的fPBH几乎等于1,而通过PS计算的fPBH为10 -3 。在另外两个质量窗口1M⊙和6M⊙中,使用GLMS近似获得的fPBH分别为0.01和0.001,而通过PS形式计算的fPBH得到10 -5和10 -6 。通过 GLMS 近似获得的结果与观测约束一致。还包括使用 GLMS 视角和 PS 形式主义获得的 fPBH 的比较分析。
更新日期:2024-09-13
中文翻译:
原初黑洞的形成:通过 GLMS 视角快速探索混沌势
混沌势的急剧进步可以将较小尺度上的原初曲率涨落增强至 O(10−2),从而形成原初黑洞 (PBH)。本研究讨论了急剧膨胀的潜力,该潜力导致四种不同质量范围内的PBH的形成。此外,这种暴胀模型还允许将 CMB 尺度上的可观测参数 n s和 r 与发生 PBH 形成的小尺度物理分开考虑。在这项工作中,我们使用峰值理论的 GLMS 近似以及 Press-Schechter (PS) 形式计算了 PBH 的分数丰度 (fPBH)。在两个典型的质量窗口10−13M⊙和10−11M⊙中,使用GLMS近似计算的fPBH几乎等于1,而通过PS计算的fPBH为10 -3 。在另外两个质量窗口1M⊙和6M⊙中,使用GLMS近似获得的fPBH分别为0.01和0.001,而通过PS形式计算的fPBH得到10 -5和10 -6 。通过 GLMS 近似获得的结果与观测约束一致。还包括使用 GLMS 视角和 PS 形式主义获得的 fPBH 的比较分析。