2023 року на Землю прилетіла субатомна частинка з енергією, яку фізики вважали практично неможливою. Йдеться про нейтрино надвисокої енергії, зафіксоване детектором KM3NeT. Його потужність у десятки тисяч разів перевищила все, що людство здатне створити навіть за допомогою Великого адронного колайдера.
Про це повідомило видання Phys.
Команда фізиків з Університету Массачусетсу в Амхерсті припустила: джерелом цього сигналу міг стати вибух особливого типу чорної діри. У дослідженні вчені описують сценарій, за якого так звані квазіекстремальні первинні чорні діри можуть породжувати подібні «неможливі» частинки.
На відміну від звичних чорних дір, що виникають після колапсу масивних зірок, первинні чорні діри, за теорією Стівена Гокінга, могли з’явитися ще на зорі Всесвіту — майже одразу після Великого вибуху. Вони значно легші й з часом можуть втрачати масу через випромінювання Гокінга, поступово нагріваючись.
За словами авторів роботи, у певний момент цей процес стає неконтрольованим: чорна діра різко втрачає масу й фактично вибухає, викидаючи потік елементарних частинок, зокрема нейтрино надзвичайної енергії. Саме такий спалах, імовірно, й зафіксував детектор 2023 року.
Втім, виникла загадка: інший великий експеримент з реєстрації космічних нейтрино — IceCube — не спостерігав нічого подібного. Щоб пояснити цю невідповідність, фізики запропонували модель первинних чорних дір із так званим «темним зарядом». Він є аналогом електричного заряду, але пов’язаний із гіпотетичними частинками темного сектора, зокрема «темними електронами».
На думку дослідників, саме наявність темного заряду змінює поведінку чорних дір і дозволяє узгодити суперечливі експериментальні дані. Більше того, така модель може бути ключем до розгадки темної матерії, яка, за астрономічними спостереженнями, становить значну частину маси Всесвіту.
Вчені зазначають: якщо гіпотеза підтвердиться, людство вперше отримає експериментальні докази випромінювання Гокінга, а також реальне підтвердження існування первинних чорних дір і нових частинок поза межами Стандартної моделі фізики.