Детальная информация

Данная работа посвящена множественному исследованию энергетических спектров нейтрино, рождающихся в результате испарения первичных черных дыр (ПЧД), которые однородно распределены по Вселенной с логнормальным спектром их масс. Цель работы -- определить такие параметры $\sigma, M_{\mathrm{c}}$ спектра масс, при которых суммарные потоки нейтрино будут достаточно велики, чтобы их можно было однозначно идентифицировать, косвенно подтвердив наличие ПЧД во Вселенной; оценить влияние энергетического вклада нейтрино от ПЧД на темп расширения Вселенной.     Метод исследования включает в себя симуляцию жизни ПЧД, получение и анализ суммарных дифференциальных потоков всех типов нейтрино с учетом жестких ограничений на распространенность ПЧД и космологического красного смещения $z$ при различных параметрах, поиск максимальных по энергетике потоков и учет влияния плотности их энергий на параметр Хаббла $H(z)$.     Результаты показывают, что наиболее благоприятные параметры для регистрации нейтрино от ПЧД находятся в узком низкоэнерегитичном диапазоне $10^{-8} - 10^{-5}$~МэВ при медианных массах $10^{8}\:\text{г} \lesssim M_{\mathrm{c}} \lesssim 10^{11}$ г и ширине $0 \lesssim \sigma \lesssim 3.0$. Максимальный энергетический вклад вносят нейтрино от ПЧД распределения с $M_{\mathrm{c}} = 2.4 \times 10^{9}$ г и $\sigma \approx 2.8$, при которых относительное отклонение параметра Хаббла незначительно на всех стадиях эволюции Вселенной и дает $\delta H(z) \sim 10^{-5}$ при $z = 0$, что не способно разрешить проблему <<$H_0$-tension>>.     Необходимо дальнейшее развитие нейтринной астрономии низких энергий для распознавания предсказанных в работе потоков нейтрино, которые, согласно полученным результатам, являются рабочим инструментом для поиска ПЧД и уточнения информации о ранней Вселенной.

This work is devoted to the study of the energy spectra of neutrinos produced as a result of the evaporation of primordial black holes (PBHs), uniformly distributed throughout the Universe with a log-normal mass function. The goal of the work is to determine such parameters $\sigma, M_{\mathrm{c}}$ of the mass spectrum at which the total neutrino fluxes will be large enough so that they can be unambiguously identified, indirectly confirming the existence of PBHs; estimate the influence of the energy contribution of neutrinos from PBHs on the expansion rate of the Universe.     The research method includes numerical calculation and analysis of differential fluxes of all types of neutrinos, taking into account the cosmological redshift $z$ and strict constraints on the prevalence of PBHs for various parameters, searching for maximum energy fluxes and taking into account the influence of their energy density on the Hubble parameter $H(z )$ for different $z$.     The results show that the most favorable parameters for detecting neutrinos from PBHs are in the narrow low-energy range $10^{-8} - 10^{-5}$~MeV with median masses $10^{8}\:\text{g} \lesssim M_{\mathrm{c}} \lesssim 10^{11}$ g and width $0 \lesssim \sigma \lesssim 3.0$. The maximum energy contribution is made by neutrinos from the PBH distribution with $M_{\mathrm{c}} = 2.4 \times 10^{9}$ g and $\sigma \approx 2.8$, at which the relative deviation of the Hubble parameter is insignificant at all stages of the evolution of the Universe and gives $\delta H(z) \sim 10^{-5}$ for $z = 0$, which cannot solve the $H_0$-tension problem.     Further development of low-energy neutrino astronomy is necessary to recognize the neutrino fluxes predicted in this work, which, according to the results obtained, are a working tool for searching for PBHs and clarifying information about the early Universe.