تشير دراسة جديدة من جامعة جونز هوبكنز إلى أن الثقوب السوداء الفائقة-تلك الكونيات الكونية التي تكمن في مراكز المجرات-قد تولد بالفعل أنواع تصادمات الجسيمات عالية الطاقة التي قضاها باحثون في محاولة لإعادة إنشاء هنا على الأرض.
نشرت اليوم في رسائل المراجعة البدنية، تقترح الدراسة أن بعض الثقوب السوداء الغارقة يمكن أن تكون بمثابة مسرعات جسيمات طبيعية ، تنافس أو حتى تجاوز قدرات مصادم هادرون الكبير (LHC). هذه صفقة كبيرة ، خاصة وأن تمويل أبحاث الفيزياء الأساسية ينمو بشكل متزايد في الولايات المتحدة ، وخطط المصداقية من الجيل التالي تمتد إلى المستقبل.
وقال المؤلف المشارك أندرو مومري ، وهو عالم فيزيائي نظري في جامعة أكسفورد ، لـ Gizmodo ، لمدة عقد من الزمان ، قام الخبراء بتنظيم نظريًا بأن الثقوب السوداء الفائقة يمكنها القيام بذلك. لكن دراسته حاولت التحقق من صحة هذه النظرية من خلال البحث عن سيناريوهات طبيعية من شأنها أن تؤدي إلى سلوك شبيه بالثقب الأسود. إن فهم كيفية حدوث هذا يمكن أن يوفر وسيلة جديدة للبحث عن المادة المظلمة والجزيئات المراوغة الأخرى.
“أحد الآمال العظيمة لمصديمي الجسيمات مثل مصادم هادرون الكبير هو أنه سيولد جزيئات المادة المظلمة ، لكننا لم نر أي دليل حتى الآن ،” أوضح المؤلف المشارك جوزيف سيلك ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة جونز هوبكنز ، جامعة أكسفورد ، ومعهد الفيزياء الفلكية في باريس ، في بيان جونز هوبكنز. وقال سيلك: “لهذا السبب توجد مناقشات جارية لبناء نسخة أكثر قوة ، وهو من الجيل التالي من الجيل التالي”. “لكن بينما نستثمر 30 مليار دولار وننتظر 40 عامًا لبناء هذا SuperCollider – قد يوفر الحدوث لمحة عن المستقبل في ثقوب سوداء ضخمة للغاية.”
في LHC ، يتم تحطيم البروتونات بسرعات قريبة من الضوء للكشف عن اللبنات الأساسية للواقع – ونأمل أن نلقي نظرة على المادة المظلمة ، الأشياء الغامضة التي تشكل حوالي 85 ٪ من كتلة الكون. ولكن اتضح أن الثقوب السوداء قد تنتج بالفعل هذه الجسيمات بعيد المنال في البرية.
تدور بعض الثقوب السوداء الفائقة بسرعة كبيرة يمكنهم التخلص من طائرات البلازما في سرعات مذهلة. في دراستهم الجديدة ، على غرار Mummery والحرير على غرار ما يحدث بالقرب من حافة وحوش الغزل هذه ، حيث يمكن لتدفقات الغاز العنيفة أن تلبس الجسيمات في تصادمات فوضوية ، مثل المصادم الذي تم تصميمه البشري.
قال سيلك: “بعض الجسيمات من هذه التصادمات تنخفض إلى حلق الحفرة وتختفي إلى الأبد ، لكن بسبب طاقتها وزخمها ، يخرج البعض أيضًا ، ويخرجون الذين يخرجون إلى طاقات عالية غير مستحيلة.”
من الناحية النظرية ، يمكن أن يتم التقاط هذه الجسيمات المثيرة للحيوية التي تنطلق من خلال الفضاء من الناحية النظرية Icecube في أنتاركتيكا أو تلسكوب KM3NET أسفل البحر الأبيض المتوسط ، وكلاهما يكتشف بالفعل جزيئات شبحية تسمى النيوتريونات. في وقت سابق من هذا العام ، أعلن باحثون KM3NET عن اكتشاف معظم النيوترينو النشط حتى الآن، خطوة محتملة إلى الأمام في فهم سلوك هذه الجسيمات سريعة الزوال وحيوية.
مجهزة بفهم أعمق لكيفية تشكل هذه الجسيمات عالية الطاقة على حواف الثقوب السوداء الفائقة ، تهدف Mummery الآن إلى التحقيق في طبيعتها. إن معرفة ما يهرب من هذه الفراغات الكونية يمكن أن يوفر مكملاً فعالًا من حيث التكلفة ، ويحدث بشكل طبيعي للمصاعدين التقليديين. يمكن أن ينتج عن النهج طريقًا جديدًا نحو الكشف عن طبيعة المادة المظلمة.