Găurile negre, noua speranță în detectarea materiei întunecate

În lipsa dovezilor privind materia întunecată din experimentele actuale, cercetătorii propun o soluție spectaculoasă: observarea găurilor negre ca alternative cosmice la supercoliziunea de particule. Potrivit unui nou studiu publicat în „Physical Review Letters“, jeturile super-energetice produse de găurile negre în rotație rapidă ar putea genera particule de materie întunecată, oferind astfel o cale neașteptată pentru elucidarea uneia dintre cele mai mari enigme ale fizicii moderne.

Găurile negre, cheia în desluşirea unui mister al fizicii

Materia întunecată, care formează aproximativ 27% din conținutul universului, nu emite, nu absoarbe și nu reflectă lumină, ceea ce face imposibilă detectarea ei directă, relatează livescience.com. Deși existența ei este dedusă din efectele gravitaționale asupra galaxiilor și structurilor cosmice, natura sa rămâne necunoscută. De-a lungul anilor, acceleratorul de particule Large Hadron Collider (LHC) de la CERN a fost principalul candidat pentru a produce dovezi ale existenței acestor particule misterioase. Însă, în ciuda descoperirii bosonului Higgs și a numeroaselor progrese științifice, LHC nu a reușit să detecteze materia întunecată.

Din cauza limitelor de energie ale acceleratorului actual, comunitatea științifică discută despre construirea unui supercolizor de generație nouă, mult mai puternic, însă costurile estimate ajung la 30 de miliarde de dolari, iar finalizarea acestuia ar putea dura până la 40 de ani. În acest context, echipa condusă de Joseph Silk, profesor la Universitatea Johns Hopkins și la Universitatea Oxford, propune o alternativă ambițioasă: folosirea găurilor negre ca „colizoare naturale”.

Conform calculelor echipei, coliziunile de particule care au loc în discul de acreție din jurul găurilor negre – regiunea în care materia este atrasă cu viteză extremă înainte de a fi înghițită – pot atinge energii comparabile, sau chiar mai mari, decât cele generate în laboratoarele de pe Pământ. Mai mult, unele particule rezultate din aceste coliziuni nu sunt absorbite de gaura neagră, ci sunt accelerate și expulzate în spațiu sub formă de jeturi puternice.

08:19, 25.05.2025 • Cultură

Români care au schimbat știința, prea puțin cunoscuți în societate

Aceste jeturi, vizibile cu ajutorul telescoapelor spațiale, pot acționa ca emițători de particule subatomice cu energii uriașe. Cercetătorii susțin că detectarea acestor particule ar putea fi posibilă prin intermediul unor observatoare specializate, cum ar fi IceCube Neutrino Observatory din Antarctica sau Telescopul Neutrino Kilometru Cub. Aceste facilități au capacitatea de a identifica semnături neobișnuite care ar putea indica prezența unor particule noi, posibile componente ale materiei întunecate.

„Dacă găurile negre supermasive pot genera aceste particule prin coliziuni de protoni cu energie înaltă, am putea primi un semnal pe Pământ – o particulă extrem de energetică trecând prin detectorii noștri,” a explicat Silk. O astfel de descoperire ar reprezenta o revoluție în fizica particulelor și o confirmare că unele dintre cele mai violente fenomene din cosmos pot funcționa ca acceleratoare naturale, oferind acces la o fizică imposibil de atins în laboratoare.

Studiul deschide o perspectivă fascinantă: aceea că răspunsurile privind natura materiei întunecate s-ar putea afla deja în univers, în inima celor mai enigmatice obiecte cosmice – găurile negre.