8
Ученые изучают возможность использования сверхмассивных черных дыр как естественных коллайдеров частиц. Это открывает новые возможности для поиска темной материи, которая остается одной из самых загадочных составляющих Вселенной. Исследования показывают, что условия вокруг черных дыр могут быть более агрессивными, чем считалось ранее, что делает их потенциально ценными для физики частиц.
Современные коллайдеры, такие как Большой адронный коллайдер (БАК), играют ключевую роль в изучении элементарных частиц. Однако после открытия бозона Хиггса в 2012 году эти установки не смогли предоставить доказательства существования частиц, которые могли бы объяснить природу темной материи. Это обстоятельство побудило ученых задуматься о создании более мощных коллайдеров, но такие проекты требуют значительных финансовых и временных затрат.
В отличие от них, черные дыры представляют собой естественные ускорители частиц, которые могут генерировать высокоэнергетические столкновения. Эти объекты, находящиеся в центре галактик, обладают массой, превышающей массу Солнца в миллионы раз. Они окружены аккреционными дисками, в которых вещество вращается с высокой скоростью, создавая условия для столкновений частиц.
Джозеф Силк, исследователь из Университета Джонса Хопкинса, подчеркивает, что черные дыры могут генерировать частицы темной материи через столкновения протонов высокой энергии. Эти процессы могут производить сигналы, которые будут регистрироваться на Земле. Ученые надеются, что такие сигналы смогут подтвердить существование темной материи, которая составляет около 85% всей материи во Вселенной.
Темная материя является невидимой, так как она не взаимодействует со светом. Это затрудняет ее изучение, и именно поэтому ученые ищут новые способы обнаружения ее составляющих. Использование черных дыр в качестве коллайдеров может стать одним из таких способов. При этом, несмотря на расстояние до этих объектов, высокоэнергетические частицы могут достигать Земли.
Силк и его команда предполагают, что вокруг черных дыр происходит множество столкновений частиц, которые могут генерировать энергии, недоступные современным ускорителям. Некоторые частицы, возникающие в результате этих столкновений, могут покидать черные дыры, в то время как другие исчезают в их недрах. Ученые стремятся понять, как именно эти процессы происходят и как они могут быть связаны с темной материей.
Проблема заключается в том, что поймать высокоэнергетические частицы, исходящие от черных дыр, будет непросто. Необходимы обсерватории, способные отслеживать космические события, такие как сверхновые и извержения черных дыр. Эти наблюдения могут помочь в выявлении искомых сигналов.
Разница между черными дырами и коллайдерами заключается в расстоянии. Черные дыры находятся далеко от нас, но это не мешает частицам добираться до Земли. Ученые продолжают исследовать эту тему, надеясь, что понимание процессов вокруг черных дыр поможет раскрыть тайны темной материи и расширит наши знания о Вселенной.
via
yaplakal.com