Menghadapi pemotongan dana curam, para ilmuwan mengusulkan menggunakan lubang hitam sebagai colliders partikel alih -alih membangun yang baru di bumi
Di hadapan Biaya yang menyiapkan matawaktu konstruksi yang lama dan administrasi Trump pemotongan dana sains federalfisikawan telah mengusulkan alternatif yang lebih murah untuk generasi berikutnya dari supercolliders partikel-mengintip ke dalam lubang hitam.
Para ilmuwan awalnya berharap bahwa partikel yang sulit dipahami yang membentuk materi gelap Akan diludahkan oleh tabrakan proton berenergi tinggi di dalam Cern's Large Hadron Collider (LHC), namun sejauh ini belum ada deteksi seperti itu.
Menemukan materi gelap, oleh karena itu, bisa berarti menunggu beberapa dekade sampai baru, energi lebih tinggi, supercolliders dibangun.
Atau mungkin tidak, menurut satu kelompok peneliti. Menerbitkan temuan mereka 3 Juni di jurnal Surat Ulasan Fisikmereka menyarankan agar jawaban yang kami cari bisa dalam tabrakan dengan kekerasan di dalam yang bergerak cepat disk pertambahan Itu mengelilingi lubang hitam yang sangat besar.
“Salah satu harapan besar untuk colliders partikel seperti Hadron Collider besar adalah bahwa ia akan menghasilkan partikel materi gelap, tetapi kami belum melihat bukti,” rekan penulis studi Joseph Silkseorang profesor astrofisika di Universitas Johns Hopkins dan Universitas Oxford, Inggris kata dalam sebuah pernyataan. “Itu sebabnya ada diskusi yang sedang dilakukan untuk membangun versi yang jauh lebih kuat, supercollider generasi berikutnya. Tetapi saat kami menginvestasikan $ 30 miliar dan menunggu 40 tahun untuk membangun supercollider ini-alam dapat memberikan pandangan sekilas di masa depan di super besar super besar-besaran super besar super masif super besar super super besar lubang hitam. “
Colliders partikel bekerja dengan menghancurkan partikel satu sama lain dengan kecepatan dekat cahaya, menciptakan interaksi dari mana unsur-unsur paling mendasar dari alam semesta muncul secara singkat sebagai puing-puing berenergi tinggi. Dari tabrakan inilah LHC menemukan Boson Higg Pada 2012, partikel yang sulit dipahami yang memberi semua orang lain massa.
Namun terlepas dari penemuan ini dan banyak lainnya (Bersamaan dengan kontribusi utama untuk pengembangan Internet, komputasi dan beberapa terapi kanker) LHC belum menghasilkan materi gelap, mungkin karena tidak mampu mencapai energi yang diperlukan untuk menghasilkan partikelnya.
Salah satu komponen paling misterius di alam semesta, materi gelap menghasilkan sekitar 27% dari konten Cosmos kami yang hilang. Tapi itu tidak berinteraksi dengan cahaya, jadi belum terdeteksi secara langsung. Ini berarti meskipun tak terhitung Pengamatan Dari cara -cara itu membentuk alam semesta kita, para ilmuwan masih tidak yakin dari mana materi gelap berasal, atau bahkan apa itu.
Mencari sumber baru partikel materi gelap, para peneliti di balik studi baru ini tampak seperti lubang hitam. Pengamatan dengan teleskop luar angkasa telah mengungkapkan bahwa lubang hitam yang berputar dengan cepat Luncurkan Jets of Plasma yang sangat besar dari disk pertambahan materi panas yang mengelilinginya.
Dan menurut perhitungan para peneliti, jet -jet ini bisa jauh lebih kuat daripada pemikiran pertama – memungkinkan partikel untuk bertabrakan pada tingkat energi yang sama seperti yang diproyeksikan untuk supercolliders di masa depan.
“Beberapa partikel dari tabrakan ini turun ke tenggorokan lubang hitam dan menghilang selamanya,” kata Silk. “Tetapi karena energi dan momentum mereka, beberapa juga keluar, dan itu adalah mereka yang keluar yang dipercepat menjadi energi tinggi yang belum pernah terjadi sebelumnya.”
Tim Silk menghitung bahwa energi yang dihasilkan oleh jet lubang hitam bisa “sekuat yang Anda dapatkan dari supercollider, atau lebih,” menambahkan bahwa “sangat sulit untuk mengatakan apa batasannya.”
Untuk mendeteksi partikel -partikel zip dari tabrakan lubang hitam, para peneliti mengusulkan melacaknya dengan observatorium yang dirancang untuk mempelajari supernova, seperti observatorium neutrino iCecube Kutub Selatan atau teleskop neutrino kubus kilometer.
“Jika lubang hitam supermasif dapat menghasilkan partikel-partikel ini dengan tabrakan proton berenergi tinggi, maka kita mungkin mendapatkan sinyal di bumi, beberapa partikel berenergi tinggi yang melewati dengan cepat melalui detektor kita,” kata Silk. “Itu akan menjadi bukti bagi seorang collider partikel baru dalam benda -benda paling misterius di alam semesta, mendapatkan energi yang tidak dapat dicapai dalam akselerator terestrial mana pun. Kami akan melihat sesuatu dengan tanda tangan aneh yang mungkin memberikan bukti untuk materi gelap, yang sedikit lebih dari lompatan tetapi itu mungkin.”
