Физики предлагают использовать сверхмассивные черные дыры как альтернативу дорогостоящим коллайдерам

Новое исследование Университета Джонса Хопкинса показывает, что сверхмассивные черные дыры – космические гиганты в центрах галактик, могут естественным образом генерировать столкновения частиц высоких энергий, которые ученые десятилетиями пытаются воссоздать на Земле.

Опубликованное в Physical Review Letters исследование предполагает, что определенные вращающиеся черные дыры могут служить естественными ускорителями частиц, соперничая или даже превосходя возможности Большого адронного коллайдера (БАК). Это особенно важно в условиях сокращения финансирования фундаментальных физических исследований в США и планов строительства коллайдеров следующего поколения, которые растягиваются на десятилетия вперед.

Одна из главных надежд коллайдеров, таких как БАК – генерация частиц темной материи, но мы пока не видели никаких доказательств. Поэтому идут обсуждения строительства гораздо более мощной версии, коллайдера следующего поколения. Но пока мы инвестируем 30 миллиардов долларов и ждем 40 лет для его создания – природа может предоставить нам взгляд в будущее через сверхмассивные черные дыры.

— соавтор исследования Джозеф Силк, астрофизик из Университета Джонса Хопкинса

Некоторые сверхмассивные черные дыры вращаются так быстро, что выбрасывают струи плазмы на невероятных скоростях. В своем исследовании Маммери и Силк смоделировали, что происходит вблизи края этих вращающихся монстров, где турбулентные потоки газа могут разгонять частицы до хаотических столкновений, подобно созданному человеком коллайдеру.

Высокоэнергетические частицы, возникающие в результате таких процессов, теоретически могут быть зафиксированы земными обсерваториями, такими как IceCube в Антарктиде или телескоп KM3NeT под Средиземным морем, что откроет еще один путь к разгадке природы темной материи.